农业生物技术学报

作者：王宇, 王凯, 刘瑞, 何雨欣, 李红娇, 胥蒙, 唐子媛, 惠文凯

单位：四川农业大学 林学院/长江上游林业生态工程四川省重点实验室,成都 611130

关键词：青花椒,花芽分化,AG (AGAMOUS),生物信息学分析,

基金：2020 年国家级大学生创新创业训练计划(040-2121997955); 四川省科技基金计划(2020YJ0130); 四川省“十四五”林木育种攻关项目(2021YFYZ0032); 国家重点研发计划(2018YFD1000605; 2020YFD1000700)

以孤雌生殖为主的青花椒(Zanthoxylum armatum)常出现雄花分化现象,易导致大面积减产,但雄花形成的内在原因暂未可知。现有研究表明,植物的花器官受到 ABC 模型的调控,其中 C 类基因 AG (AGAMOUS)对雄蕊和心皮的分化具有决定性作用。本研究以青花椒为研究对象,基于课题组前期积累的转录组数据和已发表基因组数据剖析了青花椒 AG 基因序列,并通过 PCR 扩增技术克隆鉴定了 AG 编码序列全长。结果表明,青花椒 ZaAG 编码序列全长 732 bp,共编码 243 个氨基酸,其中包括 77 个氨基酸组成 的 MADS 结构域和 86 个氨基酸组成的 K-box 结构域。系统进化分析显示,AG 蛋白序列在同科植物中比较保守,ZaAG 与同科植物克莱门柚(Citrus clementina)和甜橙(C. sinensis)等芸香科植物亲缘关系较近。此外,ZaAG 编码序列共预测到 148 个转录因子结合位点,主要涉及生殖生长和植物抗性等多种调控途径。顺式作用元件分析发现,ZaAG 启动子区富含光信号、植物激素和逆境胁迫等相关元件。同时,该基因在 根、茎、叶和刺等营养器官中几乎不表达,但在雌雄花分化过程中表达量显著提高(P<0.05),尤其是在雄花成熟期表达量最高,暗示 ZaAG 可能参与青花椒雌雄蕊分化过程。本研究对于进一步探究青花椒雌雄蕊分化的遗传调控机制,培育高产青花椒种质资源具有积极意义。

来源：2023年第7期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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