墨兰CsAP1-A基因克隆及表达分析

[目的]AP1 基因在植物的花器官发育和开花调控中发挥重要作用,对墨兰AP1 基因进行克隆与表达分析可为研究其在墨兰花发育和开花调控中的作用提供前期基础.[方法]以墨兰品种'小香'为材料,克隆到 1 个AP1 基因,命名为CsAP1-A.通过生物信息学分析其基因结构、蛋白结构域和进化关系,利用RT-qPCR方法分别检测CsAP1-A在墨兰不同器官、不同花发育阶段和不同花组织部位的表达情况;通过转录组测序分析CsAP1-A在 5 个不同花型墨兰品种花组织部位的表达情况;通过蛋白互作预测软件分析CsAP1-A与其他蛋白的互作关系.[结果]CsAP1-A基因编码区为 744 bp,编码 248 个氨基酸,含有高度保守的MADS-box和K-box结构域,符合MADS-box转录因子家族特征.CsAP1-A与其他兰科植物AP1 蛋白相似性较高,其中与春兰AP1/FUL3(APY18447.1)和蕙兰MADS1(AGE15496.1)的同源性最高.RT-qPCR分析结果表明,CsAP1-A在墨兰不同器官中均有表达,在花中表达量最高,且集中在花芽分化初期(S1)高表达.在不同花型的墨兰品种中,CsAP1-A在WT(普通型)、MPV(重瓣花型)、LaPV(花瓣唇瓣化花型)和NLV(唇瓣萼片化花型)4 种花型的合蕊柱中表达量均最高,而在萼片中表达量最低;在合蕊柱异常发育的MPV中,CsAP1-A在合蕊柱的表达量显著提高,而在花瓣蕊柱化的梅瓣花型(GPV)中整体表达量最高,且表达区域从合蕊柱扩展到花瓣.蛋白互作预测CsAP1-A蛋白可与MADS1、MADS6、MADS47、MADS8 等 10 个蛋白存在互作关系.[结论]墨兰CsAP1-A的基因结构、进化关系、时空表达情况和蛋白互作预测可为墨兰花发育的研究提供理论依据,对进一步揭示CsAP1-A基因在墨兰成花过程中的作用奠定基础.