毛酸浆PfWUS的克隆分析及其对果实发育的影响

作     者：陈玥玥 

作者单位：杭州师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王慧中

授予年度：2022年

学科分类：09[农学] 0902[农学-园艺学] 090202[农学-蔬菜学] 

主      题：毛酸浆 果实发育 茎端分生组织 PfWUS 基因功能 

摘      要：毛酸浆(Physalis pubescens L.),是茄科(Solanaceae)酸浆属(Physalis)1年生草本植物,又有洋菇娘、地樱桃之称。全株可入药,果实能够食用,并且具有防暑降毒与止咳的作用,是一类极具价值的野生植物资源。毛酸浆作为一种药食兼可、具备丰富营养的新型水果,其果实大小也属于重要的驯化性状,但是目前为止,探究毛酸浆果实发育的调控报道仍寥寥无几。界内关于果实发育的探究基本集中在模式植物拟南芥与番茄之间,对于其他植物的涉猎还很局限,拓宽研究范围与植物类型将有利于我们提高果蔬产量,更好更完善地改良果蔬品质,因此本文对酸浆属毛酸浆植物展开果实发育相关基因的功能探究具有一定的社会意义与产业价值。植物分生组织对于植物的生长发育有着至关重要的作用,植物体所有的器官皆来自于早期分生组织的分裂与分化。其中,植物的茎端分生组织早在胚胎发育时期就已经出现,并会随种子的萌发与植株的生长,参与植物地上部分所有组织与器官(包括顶芽、腋芽、花、茎、叶、果实)的产生与形成。由此我们可以预期,植物的茎端分生组织将会影响果实的生长发育。本研究从植物茎端组织入手,利用生物信息学对影响植物茎端分生组织生长发育的关键调控因子WUSCHEL(WUS)、CLAVATA3(CLV3)、SHOOT MERISTEMLESS(STM)进行了逐一的信息分析、结构分析与发育分析,为阐述毛酸浆果实生长发育过程中Pf WUS基因所实行的功能奠定了理论基础。本研究克隆了毛酸浆Pf WUS基因的全长编码区序列,构建了Pf WUS过表达载体,使用农杆菌侵染花序法获得过表达植株,并对毛酸浆中Pf WUS基因的功能进行了鉴定。研究结果如下所示:1、运用RACE技术,从毛酸浆P106植株c DNA中克隆出Pf WUS基因的编码序列,除去终止子后序列全长为924bp,共编码308个氨基酸。2、通过对P106植株的时空表达分析可知,Pf WUS基因在茎尖和果实的表达量最高,在根中表达量最低,在幼叶中的表达量会高于老叶。3、通过注射烟草对PFWUS进行亚细胞定位,验证PFWUS是具有转录活性的核定位蛋白。4、构建了Pf WUS过表达载体并通过农杆菌侵染花序法转化到野生型拟南芥植株中,获得T1代转基因株系3个。通过观察发现,过量表达Pf WUS具有显著增加莲座叶数、分枝数、果实数、果实大小、单果重,以及显著缩短抽薹时间的功能。