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The intrinsic developmental age signal defines an age-dependent climbing behavior in cucumber

Horticultural Plant Journal 2024年第3期10卷 797-808页

作者： Zezhou Hong Xinrui Wang Zipei Fan Jiahao Wang Aiyi Yang Guochao Yan Yong He Huasen Wang Zhujun Zhu Yunmin Xu College of Horticulture Science Zhejiang Agriculture and Forestry UniversityHangzhouZhejiang 311300China Key Laboratory of Quality and Safety Control for Subtropical Fruit and Vegetable Ministry of Agriculture and Rural AffairsHangzhouZhejiang 311300China Collaborative Innovation Center for Efficient and Green Production of Agriculture in Mountainous Areas of Zhejiang Province HangzhouZhejiang 311300China

The tendril is a climbing organ in cucurbits and functions in physical support and to avoid shading by neighboring ***,how cucurbits produce tendrils to obtain climbing ability is largely *** this study,tendril phenotypes were investigated during different developmental *** results revealed that tendril growth exhibited an age-dependent pattern in *** growth was inhibited,and the tendril was formed as a short tendril[nonfunctional tendril(nonF-tendril),approximately 0.1 cm]during the seedling *** contrast,enhanced cell proliferation and cell expansion led to rapid elongation of the tendril during the climbing stage,and the tendril formed as a functional tendril(F-tendril,approximately 30 cm)to obtain climbing ***-qPCR detection showed that age-dependent tendril growth correlated negatively with the abundance of the conserved age regulator *** induced CsmiR156 to inhibit csspls,and F-tendril formation and climbing ability were delayed in defoliated cucumbers,which confirmed the role of CsmiR156 in regulating tendril growth in ***,exogenous gibberellin(GA)treatment showed that GA positively regulated tendril growth,and RT-qPCR detection showed that the GA bio-synthetic genes and metabolic genes were affected by age pathway,suggesting that the age pathway depended on GA bio-synthetic and metabolic pathway to regulate cell expansion to determine tendril *** summary,our work reveals that change in tendril type is an important marker of phase transition in cucumber,and tendril growth is regulated by an intrinsic developmental age signal,ensuring that the cucumber obtains climbing ability at a suitable age.

关键词： Cucumber Tendril Age CsmiR156 csspl Climbing ability

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黄瓜SPL同源基因的克隆及功能的初步研究

黄瓜SPL同源基因的克隆及功能的初步研究

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作者：李梦婷杭州师范大学

学位级别：硕士

植物miRNA及其靶基因的互作广泛参与了生长发育过程,是精细调控基因表达的一种重要方式。其中miR156的靶基因是植物特有的SPL转录因子编码基因,两者的互作在促进植物从幼年到成年再到开花这一发育时相转变过程中发挥重要作用。黄瓜(Cucu... 详细信息

植物miRNA及其靶基因的互作广泛参与了生长发育过程,是精细调控基因表达的一种重要方式。其中miR156的靶基因是植物特有的SPL转录因子编码基因,两者的互作在促进植物从幼年到成年再到开花这一发育时相转变过程中发挥重要作用。黄瓜(Cucumis sativus.L)是一种重要的世界性经济作物,近年来已成为了植物分子生物学研究的一种好材料。我们的前期实验证实miR156在黄瓜雌花芽中表达量显著低于雄花芽,其靶基因csspl9和csspl13正好相反,在雌花芽中表达量显著高于雄花芽。有鉴于此,我们相信黄瓜中存在类似的miRNA-转录因子调控途径,且这一途径极有可能参与了黄瓜性别分化调控。目前尚未有关于黄瓜中miR156/157-csspl互作体系相关基因的克隆和这些基因参与黄瓜生长发育调控和性别分化的相关报导。我们在本课题中,拟开展黄瓜雌雄花芽中差异表达csspl基因的鉴定确认和克隆,检验它们的时序性表达模式,构建相应的过表达载体、异源转化拟南芥并开展表型分析,以期从侧面研究黄瓜csspl同源基因的生物学功能和作用机制。我们获得的主要研究结果如下:1、鉴定确认了两个黄瓜雌雄花芽中差异表达的基因Csa002608和Csa005294,通过序列比对分析将其命名为csspl9和csspl13。2、初步检测发现,两者在黄瓜不同生长时期、以及在野生型和雌花强势植株中均有显著的表达差异。3、克隆了这2个基因并构建了相应的过表达载体35S::csspl9和35S::csspl13。4、将目的基因异源转化野生型拟南芥,通过验证筛选,最终获得7株35S::csspl9转基因纯合株系和10株35S::CssSPL13转基因纯合株系。5、黄瓜csspl9和csspl13基因异源积累造成转基因拟南芥主根增长、抽苔时间提前、首朵花开花时间的提前。6、黄瓜csspl9和csspl13基因异源积累促进转基因拟南芥FT、AP1、FUL和AGL42四种开花相关基因表达量的提升,抑制了SOC1基因的表达。7、黄瓜csspl9和csspl13基因异源积累对转基因拟南芥叶片发育、长角果数量、植株分蘖数和株高均无显著影响。我们的实验表明黄瓜csspl9和csspl13基因影响了植株的发育和时相转变进程,可以促进植物发育,也可以通过提高、提早开花基因表达的方式促进开花。预示着由miR156/157-csspl互作调控的发育进程及时相转变在黄瓜中同样存在。我们的研究从侧面解析了csspl基因的部分功能,为探索更多它们在黄瓜发育过程中的功能机制提供了研究基础。

关键词：黄瓜 csspl 转基因植物发育时相转变

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