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芒果MiFRI1和MiFRI2基因的克隆与表达分析

IT圈 admin 32浏览 0评论

2024年5月1日发(作者:陆甲)

热带作物学报

2021,

42(1):

017-024

Chinese

Journal

of

Tropical

Crops

芒果

MiFRIl

MiFRI2

基因的克隆与表达分析

黄方

聪*,余海霞

范志毅

谢小杰

何新华杯

广西大学农学院

/

亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室

广西南宁

530004

FRIGIDA

(

FRI

)

是植物春化途径中影响成花的关键基因之一

本研究克隆了

2

个芒果

F7"

基因

分别命名为

MiFRH

MiFRI2

序列生物信息学分析结果显示

MiFR

刀和

MZFR72

基因的

ORF

长度分别为

1752

1815

bp,

编码

584

605

个氨基酸

蛋白质分子量为

64.98

66.86

kDa„

进化树分析结果显示

MiFRIl

MiFRI2

分别属于

FRIGIDA

FRIGIDA-like

两个分支

表达模式分析结果显示

MiFRIl

MiFRI2

基因在芒果的叶

茎和芽(花)中均表达

MiFRIl

在芒果的营养期和成花转变期之间的各个组织中表达水平均较低

而在花芽分化后期的叶片和芽中表达水平显

著升高且达到顶峰

的表达高峰在不同组织中出现的时间不同

2

M

迟换基因在营养芽转向花芽发育的过程

中的顶芽中表达水平均下降

但在花芽分化后期的顶芽中表达水平又再次上升

而在叶片中

2

个基因的表达高峰均出

现在花芽分化后期

MiFRW

的表达水平高于

M7FAZ2

说明

MiFRfc

与芒果的花发育有关

2

个基因发挥功能的程

度可能存在差异

关键词

芒果

FRIGIDA;

克隆

生物信息学

表达模式

中图分类号

S813.3

文献标识码

A

Cloning

and

Expression

Analysis

of

MiFRIl

and

MiFRI2

Genes

in

Mango

HUANG

Fang,

LUO

Cong*,

YU

Haixia,

FAN

Zhiyi,

XIE

Xiaojie,

LIU

Yuan,

MO

Xiao,

HE

Xinhua**

College

of

Agriculture,

Guangxi

University

/

State

Key

Laboratory

for

Conservation

and

Utilization

of

Subtropical

Agro-bioresour

­

ces,

Nanning,

Guangxi

530004,

China

Abstract:

FRIGIDA

(FRI)

is

one

of

the

key

genes

which

influence

flower

formation

in

plant

in

response

to

vernalization

pathway.

In

this

study,

two

FRI

genes

named

MiFRIl

and

MiFRI2

were

cloned

in

mango.

Sequence

analysis

showed

that

the

open

reading

frame

of

MiFRIl

and

MiFRI2

genes

was

1752

bp

and

1815

bp

in

length,

encoding

584

and

605

amino

acids

with

molecular

weight

64.98

kDa

and

66.86

kDa,

respectively.

Phylogenetic

tree

analysis

showed

that

Mi

­

FRIl

and

MiFRI2

belonged

to

FRIGIDA

and

FRIGIDA-like

family,

respectively.

Expression

analysis

showed

that

Mi

­

FRIl

and

MiFRI2

expressed

in

leaves,

stems

and

buds/flowers.

The

expression

level

of

MiFRIl

was

low

in

all

tested

tissues

between

vegetative

stage

and

flowering

transition

stage,

while

MiFRIl

increased

transcriptional

level

to

the

peak

in

leaves

and

buds

at

the

later

stage

of

bud

differentiation.

The

expression

peak

of

MiFRI2

varied

among

different

tis

­

sues.

The

expression

level

of

both

MiFRIs

genes

decreased

in

the

terminal

bud

during

the

vegetative

bud

transition

to

flower

bud,

but

increased

again

in

the

bud

at

the

later

stage

of

flower

bud

differentiation.

The

peak

of

MiFRIs

both

oc

­

curred

in

leaves

at

the

late

stage

of

flower

bud

differentiation,

but

the

transcriptional

level

of

MiFRIl

was

higher

than

that

of

MIFRI2.

It

indicates

that

MiFRIs

may

play

important

roles

to

the

flower

development

in

mango.

Keywords:

mango;

FRIGIDA;

cloning;

bioinfbrmatics;

expression

analysis

DOI:

10.3969/.l000-2561.2021.01.003

收稿日期

2020-03-19;

修回日期

2020-04-08

基金项目

国家自然科学基金项目

(

No.

31860541

)

广西创新驱动发展专项资金项目

(

No.

AA17204026-2

)

国家现代农业产业

技术体系广西芒果创新团队栽培岗位项目

(

No.

nycytxgxcxtd-06-02

)

0

作者简介

(

1994

一)

硕士研究生

研究方向:

果树遗传育种与生物技术

*同等贡献作者

(

1982

)

博士

副教授

研究方向

果树遗传育种与生物技术

**

通讯信者

(

Corresponding

author

):

何新华

(

HE

Xinhua

),

E-mail

:

*******************

18

热带作物学报

42

开花是植物由营养生长向生殖生长的转变过

是植物个体发育和繁殖的关键环节

适时开

花对植物的繁殖成功至关重要

1

,

故关于开花的

课题属于热点研究

与草本植物相比

木本果树

通常具有较长的童期

严重制约木本果树新品种

的选育

直接影响经济效益

因此

对木本果树

成花分子机制开展研究具有重要的意义⑵

植物成花过程受内部遗传因子和外界环境因

素的协同诱导

涉及复杂的基因调控网络途径

主要包括

光周期途径

春化途径

赤霉素途径

自主途径

温敏途径和年龄途径

许多植物需

要一段时间的低温春化作用才能开花

FRIGIDA

FRI

FLOWERING

LOCUS

C

FLC

是拟南芥春化途径中的关键调控基因

砲通过

促进

FLC

的表达延迟植物的开花时间⑺

自然条

件下拟南芥开花时间的多样性可归因于如显性

基因的等位变异

冬性生态型拟南芥通常具有

砲显性基因

能促进开花抑制基因

FLC

的高表

造成晚花表型同

而丧失功能

即显性基因

等位突变

的使

FZC

表达量降低

则出现早

花表型

9

0

Risk

训发现拟南芥中至少有

7

个砲

同源基因构成

FRIGIDA

基因家族

。目前对FRI

基因的研究主要集中在模式植物拟南芥和一些依

赖春化作用来促进成花的植物上

木本植物也只

在雷竹⑴

枳凹和银杏问中有报道

芒果

Mangifera

indica

L.

是漆树科芒果属

的多年生木本植物

是重要的热带亚热带经济果

芒果实生苗需要经历较长的童期才能开花结

严重制约了芒果新品种的选育进程

目前在芒

果成花研究中已有一些成花基因的研究报道

但还尚未有阳基因的报道

本研究在前期研究

的基础上

'

四季蜜芒

'

为材料

对通过

RT-PCR

法获得的

2

MiF

刃基因序列进行生物信息学分

采用实时荧光定量

PCR

分析这

2

个基因在不

同组织不同时期的表达模式

为深入研究该基因

的功能奠定基础

1

材料与方法

1.1

材料

本研究以

四季蜜芒

Mangifera

indica

L

cv.

l

SijimiO

为供试材料

栽培于广西大学农学院教

学科研基地果树标本园

基因克隆样品叶片采集

2018

11

5

组织器官和不同发育时期

样本分别采集于

2018

11

5

2018

12

5

2019

1

4

2019

1

29

日的

芽以及

2019

3

6

日的叶

样品采集后立即放入-

80

°C

冰箱冻存备用

1.2

方法

1.2.1

RNA

的提取及

cDNA

合成

使用

RNA

perp

Pure

多糖多酚植物总

RNA

提取试剂盒提取

样品总

RNA,

琼脂糖凝胶电泳和紫外分光光度计

检测

RNA

的完整性和浓度

采用宝生物工程

有限公司的

M-MLV

逆转录酶

cDNA

第一链

合成

反应体系与程序参照试剂盒说明书进行

琼脂糖凝胶电泳检测逆转录效果

逆转录合成的

cDNA

用于后续基因克隆和表达模式分析

1.2.2

芒果

MiFRIl

MiFRI2

基因的克隆

根据

前期芒果转录组获得的

2

个阳基因全长序列

设计扩增基因编码区的特异引物

FRI1-F/R

FRI2-F/R

表1

,

以'四季蜜芒'叶片的

cDNA

为模板

进行

RT-PCR

扩增

PCR

反应体系为

10

mmol/L

dNTPs

0.5

|1L

lOxPCR

buffer

2.5

|1L

10

jimol

的上下游引物各

1

yL

Trans

Taq

0.15

yL

cDNA

模板

1

pL

补超纯水至

25

gLo

PCR

扩增

程序为

95

°C

预变性

3

min

95

°C

40

s,

54

°C

40

s,

72

°C

2

min,

35

个循环

72

°C

延伸

10

min

o

PCR

产物经

1.5%

琼脂糖凝胶电泳检测

切胶回

连接到

pMD18-T

载体上

构建重组质粒

化E

coli

DH5a

感受态细胞

筛选阳性克隆送生

工生物工程

上海

股份有限公司测序

1.2.3

生物信息学分析

运用

BioXM

2.6

软件对

获得的基因核昔酸序列进行氨基酸序列推测

在线软件

ExPASy-ProtParam

web

.

expasy

.

org/protparam/

分析蛋白分子质量

利用

Conserved

Domain

Search

.

/Structure/cdd/

预测蛋白的保守

结构域

NCBI

下载

FRI

氨基酸同源序列

使

DNAMAN

5.2.2

软件进行序列比对和同源性分

MEGA

6.0

软件构建系统发育树

1.2.4

芒果

M

迥也和基因表达特性分析

以芒果

MiActinl

为内参基因问

根据基因序列设

计荧光定量引物

1

,

分别提取芒果不同部位

的总

RNA,

采用宝生物工程

大连

有限公司的

M-MLV

逆转录酶合成

cDNA

第一链

实时荧光

定量

PCR

所用仪器为

ABI

7500

Real

Time

PCR

Applied

Biosystems

,

美国加利福尼亚

反应体

1

方等

芒果

MiFRIl

MiFRI2

基因的克隆与表达分析

19

1

引物序列信息

Tab.

1

Sequences

information

of

primers

引物名称

引物序列

(

5V

)

退火温度

用途

Primer

name

FRI1-F

Primer

sequences

(5'-3')

ATGGAGCAACAAAACGCGCC

TTATTGACATCGATTGATGCTGG

ATGGCGACACTTGAAACAAT

Annealing

temperature/

°C

54

Application

MiFRIl

克隆

FRI1-R

FRI2-F

FRI2-R

qFRIl-F

CTACTGAGGGTAGTAAGATGG

55

60

60

60

MiFRI2

克隆

MiFRIl

qRT-PCR

ATGGAATGCATGTTGAAGCA

AAGAAGCTTGGCAGGATCAA

qFRIl-R

qFRI2-F

qFRI2-R

qActinl-F

GGAAGCCACAAAAGATTGGA

ATACGACCTGCTGGGTGAAC

CCGAGACATGAAGGAGAAGC

GTGGTCTCATGGATACCAGCA

MiFRI2

qRT-PCR

qActinl-R

qRT-PCR

内参基因

M

A

B

系和程序参照

SYBR®

Premix

Ex

Taq

II

试剂

TaKaRa,

中国大连

说明书

具体如下

:以

50

gg/L

cDNA

为模板

反应体系

20

SYBRII

IO

jli

L,

ROXII

0.4

jli

L,

cDNA2

pL,

下游引物各

0.5

yL,

超纯水

6.6

gL

o

反应程序为

95

°C

预变性

30

s

95

°C

变性

5

s,

60

°C

退火

34

s,

40

个循环

循环结束后

95

°C

15

s,

60

°C

1

min,

95

°C

15

s

进行熔解

每个样品重复

3

采用

2

_AAC

t

⑹计算基因的相对表达量。

使用

SPSS

22.0

软件对数据进行差异显著性分析

PV0.01

,

Excel

2016

绘制表达图

M:

DL2000

Marker;

A:

MiFRIl;

B:

MiFRI2.

1

芒果

M

7?

九基因的

PCP

产物

Fig.

1

PCR

amplified

products

of

MiFRIs

in

mango

2

结果与分析

MiFRI2

基因的核昔酸和氨基酸同源性分别为

39.89%

19.22%,

同源性较低

芒果

MiFRI

1

柑橘

CcFRI

XP_006437019.2

甜橙

CsFRI

XP_006485045.1

龙眼

D1FRI

AIN75611.1

编码氨基酸的同源性分别为

56.65%

56.65%

2.1

芒果

MiFRIs

基因的克隆与序列分析

在前期芒果转录组研究中获得

2

FRI

同源

基因

分别命名为

MiFRH

为了验证

基因序列的正确性

四季蜜芒

叶片

cDNA

为模板

用特异性引物

FRI1F/R

FRI2F/R

对其

53.23%

,

MiFRI2

与阿月浑子

PvFRL

1

XP_

031253371.1

同源性为

74.00%o

使用

DNAMAN

5.2.2

2

MiFRIs

的氨基酸序列与上述物种氨

编码区全长序列进行

RT-PCR

扩增

琼脂糖凝胶

电泳检测分别得到长度约

1700

1800

bp

大小的特

基酸序列进行多序列比对

结果显示

FRI

氨基

异条带

1

,

克隆测序获得序列与转录组获得

序列一致

MiFRIl

基因

GenBank

登录号

酸序列整体保守性较低

MiFRIl

CsFRI

CcFRI

D1FRI

之间保守性较高

MiFRI2

PvFRLl

MT239367

编码区序列长度为

1752

bp,

MiFRI2

基因

GenBank

登录号

MT239368

编码区序列

此间也很保守

4

,

说明同一类型基因在不同

物种间具有保守性

推测

MiFRIl

M1FRI2

可能

长度为

1815

bp,

分别编码

584

605

个氨基酸

2

,

蛋白质分子质量分别为

64.98

66.86

kDa

o

属于不同类型的

FRI

家族

NCBI

数据库下载不同物种

FRIGIDA

FRIGIDA-like

FRL

的氨基酸序列,

MEGA

6.0

2.2

芒果

MiFRIs

同源性及进化树分析

通过

NCBI

Conserved

Domain

Search

预测到

构建系统进化树

结果见图

5

O

整个进化树被分

2

MiFRIs

都含有

Frigida

结构域

,

属于

FRIGIDA

为五类

I

II

III

、IV

V,

芒果

MiFRIl

与拟

南芥

AtFRI

阿月浑子

PvFRI

榴莲

DzFRI

可可

基因家族

3

经同源性分析结果显示,儿伍朋门

20

热带作物学报

42

A

^GAGCAACAAAACGCGCCTGTATTTCTGAAATCCATCAACGAACTGAGCAGCCTGGGCGCTGCCGTACAAGTCTTCGAGCGCCGATTC

^KGACACTTGAAACAATTGCAGCTGCCATTAAACAAATACCCTCTAAAAAAGAAGATCTTAAAAAGGCCTTCGATGAACTCCAATCA

CAAGAGmCAAAACCA£CTCACCGTCACACCAAAACGCGGAT

CACTCTTTTCTTCTGTCTTCTTTCTCCCTCTCCTGGrcCAATrTAGATGCCCACTTCACCCAAATAGAGAACTCCATTACTCAACGATTC

CMmCAACCGCTTACGGAAMGATGCCGCTTCAACCTCAACCTCAGAGTCTACCACCAACTGAAACTCAAACCCTAACCGAAATGGCG

CGTCTrCTCGAATCGCTCGAGTCCACTCAGTCTCAGCCGGTTCAGCAACCCCAATTAGATTrACCGTCTCTGTCTCCGTCATTGGCGCCA

ACTAAGAATGTCAATCTGACTCAAGGGTCTCGGCCTrCTGAGCTTCACrATCTCTGCGAGATGATGTGCAGCOGCGGCCTGAGAAAATAC

GAGM^CCC^AAfiAAGACCCAGAAGAGGATCXn^GGA^ACACGGAGGMGACCCAfiACGGAGACCCGTCTCCATCTGATCCGGTA

CTTCTCACGCATCTATCGGACGTTGAAACGCTCCGCCGAGACTCAGCTTCGGCACTAAAATrcGCTCCAAAGCCGGCGAAACTCGTGTrc

GCGGAGCCGGCTCAGCGCGAGTTAAATTTATCCACTGTAAAAGACCCATCnCGTCTAACCCACCGAGTGTAGTCCCAGTGGAfiTCAGTA

GATTGTGTGCfiACGGTTCnTCTACMGGTAAAAMGCCTACACCMGGACTCTCCCATGATTTCGTCTCCCCAGGCTTCGGTTCTTGTG

451

TTAACAACiXATreTCOCTCMCCGTAtrAGCCATOTCTrCGAACCCCCCGAGTCAAGACCGAGTrGACTTGGATGTGGCTCTACCC

TTGGAGTHTrCCTCAGACTGATTACTGAGAGCGGGGGCCACATrGAGATTGATGAAACGCTTAAACAAGAGGCCGAGAAGGATTCAATT

GAGTTGAGAAaxrrATGTGAGAAAATGGACGGTAAAGGGTTAAGAAAATACATAAAOGAGAGTOGAAATGTCCGGSAAAAAGTTCGGGTT

Ga^AGAAAAAfiACTCXn'TAGTGMGGAGGTTTGAGTAAAGOTGTGAGGnGATGCCAGAGGmACITCTGTTCGTCGCATGTTTr

GAGCTCCCMGTG<^TCCGGGTATCTCCGGATCCTGGTrTGATGGTTTTGGATGCAATGGAGGGGTTTTATGGAfiTTGATAACGAfiTrG

GGGAHCCTAAAGTTTTTAAAAATGAAGATGTTAGG€ATTTGATTAGGTTCAGTAATATCACGGAGATTAGTGATTTGCTTAAACCGTCT

AAAAGTGACMTGACCCAGMTTGTGGGGGACAAGGAGCGCTTGTTreTTGTTAnGGAGGTTTTCTTAGGAATTAATGCAAATATTGGT

CGTGmTTrTTGCAAGGGTTCCAGATATCATAGAGAATATGAAAAAGAATGGAATGCATGTTGAAGCAGTTGATATTGTTTACAACTTT

GAAGAAGTGAGGGATAGAGCAAAAAGTrrGGCnTrGATTGGAGAAAGAAGTTGAATTrGCATGGAGAAAATG6TTTAGAGrrGTTGGGfi

GGGATTGAGGATAAGTTCTCACCTTATACAATTrTGACTTCACTCTTACGGGAGTCTAfiAGAAGCATG

GAAGAGAAAAAGACGAGATGCA

901

TTCTTGCATrTGGTGGCTGCATATGGGrroGGAAGTGAGTTroAGAAGAATrTTCrTGTGGACTTATCTGTGCCTGCTGCAAAGTACCGG

CCGCATCCTCTGAAAAACGCAACTGAAAAGCATrTAGCTGCATTAAAATCTGTTGTCAAGTGTrTGGAAGATCGCAAAATTGATCCTGCC

CAAGGTATTGTGTTGAGCAAGGCAATTGATTTAGGAGATAATGITCAAGATCTCATTCAGAAACTTATGGTCAATGGAAAGCAAATTCTG

1081

AACCnCTTTCTGGATGGCAAATCAAAGAAAACATTGTCAAGTTGGACAAACAAATTGTTGATCTGAATAAACTTATAATGGATGATAAT

1081

GCTCTGAAATATAnTTrcAGTTTGAGCTGACTGAAAAATACCCACCTGTCCCACTCCTGAAAGCCTATCTGAGCGAGTCCCAGAGGCTT

1171

AAGMGtrAAAGAGAAAAGCTGGTCAAATrCAGTCATCAAATMTTTCAACTTrCAAGAAACAAAACGTTCTCGATTTACAACCAATGGA

1171

GCAAAGCAACTTCGCGAGGATGGAAGAAACTCCCTTAGATCACAGAATGAGGCCACAGCCAAAGAAGTTGGTGCCCTGAAAGCAGTGATC

Q

1261

TCAACCCTGGTGTCATCTCCACATGTCATCCGGTTGCATGAACCAATGGCTGCTAACAGTTATATAGATAGGAAGAGATCATATAATACT

1261

AAAGTAGTTGAAGATTACAAACTTGAATCTGAGTICCCCAAAGACATGCTrcAGAACC&TOTAGAGGTGCTAGAGAAGCrGAAGGCAGAC

1351

nGATGCCACATCTGITCMTGGTGGmcnXAGCTACATCAGTAATCATCTreCTGCCCCAGCTGCATCGCACGGATATGAAGCAGCA

1351

AGAAMCGCCCTCCTCCTGCTCCCAAGCCTCAGCAGaGCCTAAGAAGCTACACTGGCAACCAAGGAACCCACAAAAGATTGGAAACAAG

1441

CCTTTGCCTGAAGCTCTTGGCTCTATAGGACaAGTGGGGGCACTCTGCATGCTATTGGAGTTGAAGTrGGTrTGTCTTCTCGAAGTAGT

1441

CGTCCTCGAAAAACTGGATCCATTGGCCACACAGCACCAACTGnGTTGCAGCCAATCTAAGTGTTCCCCTATTCCCACAACCCCATTTG

1531

GT(rrc(m(XACTGCAGGTCCATCTGGTGTTCACAGAGAGGAGTCAAAGGATGCCGTTGGCCAAATGATGTGTGGCAGTGTrTCATCA

1531

CAGCCAGCAGGTTrATTACCTGAGAATTCTGCTCCATATTTGGQCACACCAGCTGGGCCTTACGGCTTGGTGGGCTCCACTCCTGTAGTT

1621

AATTATGCGTGGCAfiAGTGTTGCGGTTGCAGCTTATAATGACAGGGTAATTGCSCAACCTGCAGCCAAGQGGGTTGATGTTnGTATGAG

1621

GCCCCTTATCCACGTrCACCCAGCACGTCGTATCCTTrcACAGGAGCCCAGGTGGGTTTCCCTGGGACCTCAGATCTTGCTGCCTCACAT

1711

NYGWQSVGVAAYNDR

CCGCCATCATATTTCCCAGGTCCCACCATCAATCGATGTCA/^

1711

mTATTCTTCAGAGTCACAGATGCCTTCTGCGTATOTGATtmCAACTACTTATGGTGGATATAGTTrCCaCCTCAATACCATCCA

1801

TCTTACTACCCTCA

2

芒果

MiFRIl

(

A

)

MiFRI2

(

B

)

核昔酸序列及其编码氨基酸序列

Fig.

2

Nucleotide

and

deduced

amino

acid

sequences

Qi

MiFRIl

(A)

and

MiFRI2

(B)

in

mango

A

Query

seq.

Specific

hits

Superfanilies

200

300

400500

584

superfhmily

B

Query

seq.

Specific

hits

Superfanilies

3

MiFRIl

(

A

)

M1FRI2

(

B

)

氨基酸保守结构域分析

1

100

200

300

400

500

605

Fig.

3

Conserved

domain

analysis

of

MiFRIl

(A)

and

MiFRI2

(B)

TcFRI

聚在

I

而芒果

MiFRI2

与拟南芥

MiFRI2

在不同时期内的各组织中均表达

但在各

个组织中表达水平存在差异(图

6

)

o

AtFRLl/2,

阿月浑子

PvFRL,

榴莲

DzFRLl/2,

可可

TcFRLl/2

聚在

II

说明

MiFRIl

MiFRI2

属于

FRIGIDA

家族不同类型的亚族

MiFRIl

I

类亚族

MiFRI2

属于

II

类亚族

MiFRIl

基因从营养期到花芽分化前期之间

的各个组织中表达水平均偏低

而从花芽分化期

开始

其表达水平在叶片和芽中迅速上升

2.3

芒果

MiFftTs

基因的组织表达特性分析

为了探讨

MiFRIs

基因在芒果成花过程中的

MiFRIl

基因的表达最高峰出现花芽分化后期的

叶中

而此时

MiFRIl

基因在顶芽中也达到表达

高峰

而在花序伸长及开花期的叶片和花中的表

表达特性

利用实时荧光定量

PCR

技术检测

MiFRU

MiFJU2

'四季蜜芒

不同花发育阶

达水平则有所下降

但依然极显著高于营养时期

相应的组织

但在茎中的表达一宜维持在较低的

段不同组织中的表达模式

结果显示

MiFRIl

1

期黄

方等

芒果

MiFRIl

MiFRI2

基因的克隆与表达分析

21

MiFRIl

............................

JSEOCNAPWllsi

1|

l

SSLGAAM^|

e

RRFC

e

|

cis

L

e

FI

QTAIH

KLRHETSPSH>ffiCLCRLT.

EKNPLCP

(

yQS

........................................

77

CcFRI

............................

NACLNESELN|SVN|LSGLASKr

LE|NKRYEE|C

CFICEANET.

.

.

^TKFN^AESLELTAPSWETTTRHN

....................................

75

CsFRI

............................

MCLNESELI1S'W|

l

SGLASKI

NKRYEE|C

EFI

let

.

.

.

MTIKFNNCKAESLELTAPSVVPEnTRHM

....................................

75

D1FRI

............................

MQSEEPPFW?LTfI

GCFCTA^SlKHI

FEIfLK■:

ESTRK^I

FT.

....

CFNNLPSSQCCOQQ

QLLLQniXP

....................................

70

MiFRI2

NKTLEII

AAAI

KQ

PSKKEIXK^liKSIEFIiSS|SLSVSI<[>WKI

1

KJ^FRLLESLESTQSCF^CPCLCLPSLSPSLAP.

.

ETEPEEEPEEEPEE

104

PvFRLl

MVTLEAI

AAAI

EQ

ESKKQVIJ^I]LqSISSLLSS|SVSVS[|DVKI

Ef®LT<^RLLESLESNQS

(

yAP

(

yQLELPSLSPSSPT

(

yEEDCCEEPEEEPEE

106

MiFRIl

CcFRI

CsFRI

D1FRI

MiFRI2

PvFRLl

MiFRIl

CcFRI

CsFRI

D1FRI

M1FRI2

PvFRLl

MiFRIl

CcFRI

CsFRI

D1FRI

MiFRI2

PvFRLl

MiFRIl

CcFRI

CsFRI

D1FRI

MiFRI2

PvFRLl

.....................................................................................................................................

LPE.

..

TETQILTEN^TKSVN

.

.

LTQGSRPS|

l

HY|

e

N

■:

SB^A

l

VIH

124

.....................................................................................................................................

QTPBT

LTEEVrASI»PTEIVENDSKNSSQRRSlLTSHFIWSP^WWSN

128

.....................................................................................................................................

QIPBI

LTEEVrASKAPTETVENDSKKSSCRRSlLEfiHETWSB^HYWSN

128

.....................................................................................................................................

MJJ»I

VSATVPETC^PTIKPS.

............

R^

s

I

fhe

H

k

A

s

P^WL^SH

115

DTEELPBCTP.

.

SPSEPVAEP

ITSSS1^PSVVPVESVLITH2D^CPY^SSS^PSQ1WELDVALP|

li

e

K«GK^H

y

INES

201

JJ»EEEPEEEPEEEPSSS>PETVERELCLPTHSPSI

Pg'PSSSNPPSVTRVESVFTrQCrTCPIPPSSSNPTSEERVrLVWLP|LRl

EI®GI^HM

NES

212

LSDVEHflRQ

S/flLKLAAlflAKLHECVGB|FLCCXK^'YTKES|.

M

SS|c|sflflFFlRLI

TESGffil

I

lsei

gs

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I.

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I

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I

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I

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I

GBSEKEIE

LSEI

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■LKSAPIflAKLHECVGB|FLCa

RAYTKNS,

M

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I

GESEKEIE

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|

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|

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1

i

lf

|

i

li

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RNVREKWE

LMI

IH/SPll(LWD4NE(flM3VTr«]JSD^|ELWnMci>MVF|G[

N

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L?|l

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G_NlD^E4YGV(XKLKSVKE|CNLG[

N

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71RKRLLSEGCLSKXTV

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I

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kki

1

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|

rnri

(JSECGPSKVCEI

GEEVBIMSLAFIMRKKJJNLBG

...

ENGL

GKEVEE^SLAFE|RKRVNLRA

...

ENGL

REAVKRKRREA

.

PH

KEAVKRTKRCA

.

PV

KE^VKRTKREA

.

PV

KE^WRSKRNP.

.

PL

CRLAKCLREECKhSL

KRLAKKI

BKEOJfiL

228

233

233

219

296

307

332

337

337

323

402

413

32

H3

4

I43

23

4

92

4

12

IRFSNT

TEI

SEI

IIPSNSQAE1

GT

G

®SRI

FARVPEIIENVKK1

S2SBLM^KI

PET

VENNKK1

CCSRVLM^KI

PEI

VENNKK1

ffiSPNLAPKI

PET

T

EKK1

JKAI

ELGKM^ELI

CKIM-1

XAIELGXMELI

#11

D

pnYi

Kurw

h/EIW

pEW

U3IF]

M3IF1

GIECKFS

CIETKFS

61

EEKFS

CTEEKFS

ELTEKYP

KLTERW

PLKKAT.

LLKKFAN

LLKKEAN

NCKKAC.

RSQsEAT

RSQEAA

[KI

EPAKLLSGVCT

KEKIM

1

1

?NT

rpKLLPEFET

KENI

YKLESEYPKD

.

HRLEAEYPKQ

.

ILQKRAE

1

IXNKLIMINKKPKRKAGCICSSNNFNFCETKRSRFTrNGST.

....

LVSSPEVIRL

AWNKCI

NEMd

NPKRKVdT

ESSNKVNCCENKRCRFT^KGSTPNASCLNTSPEVFQV

ANLNKQ

TDSSKATURKAM3T

ESSNKFbSCEAKRSRFIPKESF

..........

LNTSPSIIGL

3ERKRPA

.

PAPKPQQqPKKLHWyRKPQIC

.

.1

CMCRP

..........

RKTGSIGHA

3ERKRPArrPAPKPQ^KKLQQi5

>

RKPCCQ

>

RKPQ^<3«RR

.

..

.

RTTASIGDA

ATWKCT

NEMd

NPKRKVCET

FSSKKVNGCHNKRCRFT^KCSTPNASCI

NTSPPVFQV

I

4

5

MiFRIl

rRKRSYNTIAPllLNGGYSS'VT

SEAAPMSH^AAPLPEALGST

CPSGGTVHAI

GEVCLSsKsLPST^CPSCVHREESKDMflCNMXBV

538

CcFRI

BEPR/®

^EEKRS

,

YGGLTPliFEG(TGG'¥I

&

BPAVSAASHWflX^LPEALGPAVGAGSBVM'VGVEVSNSPB

TTRP.

TGSFKGHSETAVlia|CNMiANG

546

CsFRI

FEPK/H

YAEEKRSWGLTP*E

GCFGCYT

S.

BPAVSAASH

w

TG^LPL^LGPAVG^GSBVNAVGVEVSNSPW

TTRP.

TGSFNGVHCETAVrJMCNMWNG

546

D1FRI

ND®*

^AMaKSSYEGLNPTfLDLG^SSBWS'YPAASAAI

IxfcRTSLDVLGrAFGCGaSVPG'VGVE^SESlB/G

LP.

TGSFSCVRREL

皿&

((^VYGf©

527

MiFRI2

PTWA»SVPLFP

(

yHL

(

yxiLPEbSAPYLG

............

TPyUPfc^TPWAPY^GSPSRS'Y/lLTGAQWTPKSELA

...

^SELYSSESC^PSWYTRSTT

588

PvFRLl

PAVKB/TVPLFPC^HL^AjLPEEfiMVLS

..............

TPTRP^LXOSTPPWYAGSPI

GLyCLTGAQVG?P^SJ®

A

...

SBLYSSESHNPS|^YEeSTA

608

MiFRIl

SSh|GW3SGVA>#rRI

CCPAAMGVDVLYEPPSYFPCPSIWKD

■…

.

................:............

584

CcFRI

S&

iGWiRACTAAERM

GCSFTOTAH

VFDGL'VRPSPSLERFAGLI

MfiSI

yMaGNPSSSSEL-YSFTIEAV

617

CsFRI

SS.

訶础财©*皿

1

GCSFTCLPAII

VFDGLWSPSLrRFACLI

NffiST

A3GNPSSSSCLYSF

IMV

617

D1FRI

LA.

fcWRLCETAERFTTqSI

LQ*PAVSI»rWLLRCSLSI

rRVAOJEPCSI

GVSlSRSSSSELyGF^EAV

598

MiFRI2

^OlSFAPQffiPSWPQ

........................................................................................................................................

605

PvFRLl

YGC|SLPPQHffS^PQ

.........................................................................................................................................

625

4

MiFRIs

氨基酸序列多重比较

Fig.

4

Multiple sequences

alignment

of

MiFRIs

99

1

TcFRLl

Theobroma

cacao

(EOY

12147.1)

可可

19l

TcFRL2

Theobroma

cacao

(XP_007020622.2)

可可

_________

99|l

------------

DzFRLl

Durio

zibethinus

(XP_022734673.1)

榴莲

99_

___________

I

-----------

DzFRL2

Durio

zibethinus

(XP_0227

16788.1)

榴莲

92

99

98

33

-----------------------------

CpFRLl

Carica

papaya

(XP_02

1906046.1)

番木瓜

I

----------

PvFRLl

Pistacia

vera

(XP_03

1253371.1)

阿月浑子

99l

--------------

MiFRI2

]

---------------------------

AtFRLl

Arabidopsis

thaliana

(AT

5G16320.1)

拟南芥

99l

----------------------------

AtFRL2

Arabidopsis

thaliana

(AT1G31814.1)

拟南芥

-------------------------

AtFRL3

Arabidopsis

thaliana

(AT5G48385.1)

拟靑养

II

|

---------AtFRI4a

Arabidopsis

thaliana

(AT3G22440.1)

拟南芥

------

AtFRL4b

Arabidopsis

thaliana

(AT4G14900.1)

拟南芥

AtFRL5

Arabidopsis

thaliana

(AT5G27230.1)

拟南芥

AtFRI

Arabidopsis

thaliana

(AAG23414.1)

拟南芥

VvFRI

Vitis

vinifera

(XP_002283789.1)

葡鬲

DzFRI

Durio

zibethinus

(XP_02277

1353.1)

榴莲

99

TcFRI

Theobroma

cacao

(XP_00703

8203.2)

可可

CpFRI

Carica

papaya

(XP_021905508.1)

番木瓜

99

-----------------

.

MiFRIl

I-----------------------

PvFRI

Pistacia

vera

(XP_03

1282843.1)

阿月浑子

99

62

I

m

IV

V

99

82

I

----------

D1FRI

Dimocarpus

longan

(AIN7561

1.1)

龙眼

r

CcFRI

Citrus

sinensis

(XP_006485

045.1)

甜橙

99^

CsFRI

Citrus

Clementina

(XP_006437019.2)

克莱门柚

0.1

5

芒果

MiFRIs

系统进化树分析

Fig.

5

Phylogenetic

tree

analysis

of

MiFRIs

in

mango

22

热带作物学报

42

*

w

I

°

A

°

I

18

15

12

9

日叶閒茎窟芽

/

A

I

O

A

O

I

.2

O

6

3

3

0

5

-

2

-

5

2

5

0

-

1

1

a

MiFRI2

E3

叶溜茎

A

团芽

/

B

C

C

DE

u

水平

MiFRIl

基因在不同组织中的表达模式存在

差异

在叶片中

M

诃血基因表达水平先下降后

上升

表达高峰出现在花芽分化后期

而后稍微

有些下降

这与

MiFRIl

基因在叶片中的表达模

式类似

在茎中

必诃人/

2

基因呈现先上升再下降

的表达模式

这与

M

7?

刀基因相反

在顶芽中

期到花芽分化前期之间的表达模式与

MiFRIl

因类似

在花芽分化后期

MiFRI2

基因表达水平

上升

但上升幅度低于

MiFM

基因

3

讨论

FRI

基因是植物响应春化途径的关键调节因

其表达能促进下游开花抑制基因

FLC

的表达

,

从而抑制植物的成花转变

表达高则抑制

开花激活因子

FT

SOC1

基因的表达

表现为晚

反之则表现为早花

"J

最新研究发现

FRI

春化过程中是通过与某些蛋白相互作用形成复合

物参与到

FLC

染色质上组蛋白甲基化修饰来调控

植物成花

19

'

20

o

因此朋/在植物开花调控过程中

具有重要作用

目前刃"基因已在大豆

0

紫花苜蓿

22

啡树

©

雷竹

⑺等物种中被分离克隆

尚未见有芒果

如基因的研究报道

本研究在前

期研究的基础上

从芒果转录组中挖掘获得

2

FRI

基因

通过

RT-PCR

技术对其序列的准确性

进行了验证

生物信息学分析结果显示

MiFRIl

MiFRI2

的编码区序列长度分别为

1752

1815

bp,

分别编码

584

605

个氨基酸

编码蛋

0

S

S

O

J

d

x

o

A

9

E

3

EFEFEF

2018.11.5

2018.12.5

2019.1.4

2019.1.29

营养期成花诱导期花芽分化期花序伸长及开花期

不同发育时期

o

A

g

E

I

o

M

2018.11.5

2018.12.5

2019.1.4

2019.1.29

2019.3.6

营养期成花诱导期花芽分化期花序伸长及开花期

不同发育时期

Different

developmental

stages

Different

developmental

stages

不同大写字母表示差异极显著

(

PV0.01)

Different

capital

letters

indicate

extremely

significant

difference

(P<0.01).

6

MiF/m

和在

'四季蜜芒'中的表达分析

Fig.

6

Expression

analysis

of

MiFRIl

and

MiFRI2

genes

in

M.

indica

L.

cv.

'Sijinii'

白含有

Frigida

结构域

属于

朋"?劝

基因家族

2

个如基因的核昔酸和氨基酸序列的同源性

均很低

进化树分析结果显示

MiFRIl

AtFRI

聚类在一起

属于

I

类亚族

M1FRI2

AtFRLl/2

聚类在一起

属于

II

类亚族

表明二者

由不同祖先进化而来

FRIGIDA

家族成员基因在被子植物和裸子植

物中广泛存在

Risk

a

将拟南芥

FRIGIDA

族的

7

个同源蛋白依据其

N

■端序列保守性分为

FRI

(

I

)

FRL1/2

(II)

FRL3

(III)

FRL4a/4b

(IV)

基因的表达水平为先下降后上升

从营养

FRL5

(V)

五类亚族

认为

I

II

类亚族仅在双

子叶植物存在

111

IV

类亚族同时存在于单子叶

植物和双子叶植物中

V

亚族只在拟南芥和毛果

杨中发现

另外

Michelle

Bl

研究证实拟南芥

中的

AtFRI

AtFRLl

均为成花抑制因子

,

能够促

进成花抑制基因皿

C

的表达

AtFRI

缺失时

AtFRLl

具有冗余的功能

AtFRL2

存在于

Landsberg

erecta

(Ler)

型拟南芥中

属于无功能

基因

其他亚族的功能还未见报道

根据目前已经报道的一些物种的功能研究显

枳中的

PtFRI

基因属于

I

亚族

主要在叶和

花中表达较高

异源表达抑制拟南芥开花

竹是单子叶植物

PvFRL

基因属于

III

亚族

在营

养组织和生殖器官中均有表达

但在花期表达水

平明显下降

超量表达抑制拟南芥成花

咖啡

CaFRL4

基因是

IV

亚族

主要在叶片中表达

而银杏属于裸子植物

G

方朋/基因在雄花中高度

表达

而在叶中表达水平最低

在其他植物中,

拟南芥中的

AtFRI

基因在各个组织中的表达水平

1

期黄

方等

芒果

MiFRIl

MiFRI2

基因的克隆与表达分析

23

均很低

主要在发育中的种子中表达

AtFRL2

基因在各个组织中表达水平也很低

但在发育中

的种子和花粉中具有较高的表达水平[训

油菜

.a

基因在叶和茎中少量表达

而在花芽

和花中高表达口句

油菜中的

基因在种

子中表达水平最高

其次在根

芽中表达

在茎中最低

©I

白菜中的

BrFRIa

BrFRIb

基因

的表达水平与成花时间早晚不相关

但超量表达

BrFRIb

可延迟转基因拟南芥成花[绚

上述研

究结果表明

不同物种中的

F

刃基因的表达模式

存在差异

但功能相对保守

均抑制转基因植株

成花

本研究中

MiFRD

MiFHI2

'四季蜜

成花过程中不同时期内的各组织中均有表达

其中

MiFRIl

基因主要在花芽分化后期的叶和芽

/

花中高度表达

MiFRI2

基因主要在营养期的顶芽

和花芽分化后期的叶片中高度表达

这与雷竹中

PvFRI-L

基因花期表达水平下降的模式存在差

2

MzFds

基因在营养芽转向花芽发育的过

程中的顶芽中表达水平下降

但在花芽分化后期

的芽中表达水平又再次上升

MiFRIl

基因的

上升水平显著高于

MiFRI2

基因

说明

MiFRIs

因与芒果的成花有关

2

个基因发挥的功能强

弱可能存在差异

有待进一步研究

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2019,

1244:

17-22.

[15]

Luo

C,

He

X

H,

Chen

H,

et

al.

Molecular

cloning

and

ex

­

pression

analysis

of

four

actin

genes

(MiACT)

from

mango[J].

Biologia

Plantarum,

2013,

57(2):

238-244.

[16]

Schmittgen

T

D,

Livak

K

J.

Analyzing

real-time

PCR

data

by

the

comparative

CT

method]J].

Nature

Protocols,

2008,

3(6):

1101-110

&

[17]

Michaels

S

D,

Amasino

R

M.

Loss

of

FLOWERING

LOCUS

C

activity

eliminates

the

late-flowering

phenotype

of

FRIGIDA

and

autonomous

pathway

mutations

but

not

re

­

sponsiveness

to

vernalization]J].

The

Plant

Cell,

2001,13(4):

935-941.

[18]

Deng

W,

Ying

H,

Helliwell

C

A,

et

al.

FLOWERING

LOCUS

C

(FLC)

regulates

development

pathways

through­

out

the

life

cycle

of

Arabidopsis

卩].

Proceedings

of

the

Na

­

tional

Academy

of

Sciences,

2011,

108(16):

6680-6685.

[1

Choi

K,

Kim

J,

Hwang

H

J,

et al.

The

FRIGIDA

complex

activates

transcription

of

FLC,

a

strong

flowering

repressor

in

Arabidopsis

by

recruiting

chromatin

modification

fec-

tors[J],

The

Plant

Cell,

2011,

23(1):

289-303

[20]

Hyun

K,

Noh

Y

S,

Song

J

J.

Arabidopsis

FRIGIDA

stimu

­

lates

EFS

histone

H3

Lys36

methyltransferase

activity

[J].

Plant

Cell

Reports,

2017,

36(7):

1183-1185.

[21]

凤大豆加同源基因的功能研究[叨.武汉

华中师

范大学,

2013.

[22]

Chao

Y,

Yang

Q,

Kang

J,

et

al.

Expression

of

the

alfelfa

24

热带作物学报

42

FRIGIDA-Like

gene,

MsFRI-L

delays

flowering

time

in

transgenic

Arabidopsis

thalianaJ.

Molecular

Biology

Re

­

ports,

2013,40(3):

2083-2090.

[23]

Daude

M

M,

Lima

A

A,

Junior

A

C,

et

al.

Expression

analy

­

sis

of

the

coffe

(Coffea

arabica

L.)

gene

(CaFRL4)[J].

DESAFIOS-Revista

Interdisciplinar

da

Universidade

Federal

do

Tocantins,

201&

5

(Especial):

204-213.

[24]

Michaels

S

D,

Bezerra

I

C,

Amasino

R

M.

FRIGIDA-related

genes

are

required

for

the

winter-annual

habit

in

Arabidop-

5ty[J].

Proceedings

of

the

National

Academy

of

Sciences,

2004,

101(9):

3281-3285.

[25]

Schlappi

M

R.

FRIGIDA

LIKE

2

is

a

functional

allele

in

Landsberg

erecta

and

compensates

for

a

nonsense

allele

of

FRIGIDA

LIKE

7[J].

Plant

Physiology,

2006,

142(4):

1728-1738.

[26]

Wang

N,

Qian

W,

Suppanz

I,

et

al.

Flowering

time

variation

in

oilseed

rape

(Brassica

napus

L.)

is

associated

with

allelic

variation

in

the

FRIGIDA

homologue

.a[5].

Journal

of

Experimental

Botany,

2011,

62(15):

5641-5658.

[27]

Yi

L,

Chen

C,

Yin

S,

et

al.

Sequence

variation

and

functional

analysis

of

a

FRIGIDA

orthologue

(BnaA3.

FRI)

in

Brassica

napus[J].

BMC

Plant

Biology,

201&

18(1):

32.

[28]

Takada

S,

Akter

A,

Itabashi

E,

et

al.

The

role

of

FRIGIDA

and

FLOWERING

LOCUS

C

genes

in

flowering

time

of

Brassica

rapa

leafy

vegetables[J].

Scientific

Reports,

2019,

9(1):

5439-5452

责任编辑

黄东杰

2024年5月1日发(作者:陆甲)

热带作物学报

2021,

42(1):

017-024

Chinese

Journal

of

Tropical

Crops

芒果

MiFRIl

MiFRI2

基因的克隆与表达分析

黄方

聪*,余海霞

范志毅

谢小杰

何新华杯

广西大学农学院

/

亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室

广西南宁

530004

FRIGIDA

(

FRI

)

是植物春化途径中影响成花的关键基因之一

本研究克隆了

2

个芒果

F7"

基因

分别命名为

MiFRH

MiFRI2

序列生物信息学分析结果显示

MiFR

刀和

MZFR72

基因的

ORF

长度分别为

1752

1815

bp,

编码

584

605

个氨基酸

蛋白质分子量为

64.98

66.86

kDa„

进化树分析结果显示

MiFRIl

MiFRI2

分别属于

FRIGIDA

FRIGIDA-like

两个分支

表达模式分析结果显示

MiFRIl

MiFRI2

基因在芒果的叶

茎和芽(花)中均表达

MiFRIl

在芒果的营养期和成花转变期之间的各个组织中表达水平均较低

而在花芽分化后期的叶片和芽中表达水平显

著升高且达到顶峰

的表达高峰在不同组织中出现的时间不同

2

M

迟换基因在营养芽转向花芽发育的过程

中的顶芽中表达水平均下降

但在花芽分化后期的顶芽中表达水平又再次上升

而在叶片中

2

个基因的表达高峰均出

现在花芽分化后期

MiFRW

的表达水平高于

M7FAZ2

说明

MiFRfc

与芒果的花发育有关

2

个基因发挥功能的程

度可能存在差异

关键词

芒果

FRIGIDA;

克隆

生物信息学

表达模式

中图分类号

S813.3

文献标识码

A

Cloning

and

Expression

Analysis

of

MiFRIl

and

MiFRI2

Genes

in

Mango

HUANG

Fang,

LUO

Cong*,

YU

Haixia,

FAN

Zhiyi,

XIE

Xiaojie,

LIU

Yuan,

MO

Xiao,

HE

Xinhua**

College

of

Agriculture,

Guangxi

University

/

State

Key

Laboratory

for

Conservation

and

Utilization

of

Subtropical

Agro-bioresour

­

ces,

Nanning,

Guangxi

530004,

China

Abstract:

FRIGIDA

(FRI)

is

one

of

the

key

genes

which

influence

flower

formation

in

plant

in

response

to

vernalization

pathway.

In

this

study,

two

FRI

genes

named

MiFRIl

and

MiFRI2

were

cloned

in

mango.

Sequence

analysis

showed

that

the

open

reading

frame

of

MiFRIl

and

MiFRI2

genes

was

1752

bp

and

1815

bp

in

length,

encoding

584

and

605

amino

acids

with

molecular

weight

64.98

kDa

and

66.86

kDa,

respectively.

Phylogenetic

tree

analysis

showed

that

Mi

­

FRIl

and

MiFRI2

belonged

to

FRIGIDA

and

FRIGIDA-like

family,

respectively.

Expression

analysis

showed

that

Mi

­

FRIl

and

MiFRI2

expressed

in

leaves,

stems

and

buds/flowers.

The

expression

level

of

MiFRIl

was

low

in

all

tested

tissues

between

vegetative

stage

and

flowering

transition

stage,

while

MiFRIl

increased

transcriptional

level

to

the

peak

in

leaves

and

buds

at

the

later

stage

of

bud

differentiation.

The

expression

peak

of

MiFRI2

varied

among

different

tis

­

sues.

The

expression

level

of

both

MiFRIs

genes

decreased

in

the

terminal

bud

during

the

vegetative

bud

transition

to

flower

bud,

but

increased

again

in

the

bud

at

the

later

stage

of

flower

bud

differentiation.

The

peak

of

MiFRIs

both

oc

­

curred

in

leaves

at

the

late

stage

of

flower

bud

differentiation,

but

the

transcriptional

level

of

MiFRIl

was

higher

than

that

of

MIFRI2.

It

indicates

that

MiFRIs

may

play

important

roles

to

the

flower

development

in

mango.

Keywords:

mango;

FRIGIDA;

cloning;

bioinfbrmatics;

expression

analysis

DOI:

10.3969/.l000-2561.2021.01.003

收稿日期

2020-03-19;

修回日期

2020-04-08

基金项目

国家自然科学基金项目

(

No.

31860541

)

广西创新驱动发展专项资金项目

(

No.

AA17204026-2

)

国家现代农业产业

技术体系广西芒果创新团队栽培岗位项目

(

No.

nycytxgxcxtd-06-02

)

0

作者简介

(

1994

一)

硕士研究生

研究方向:

果树遗传育种与生物技术

*同等贡献作者

(

1982

)

博士

副教授

研究方向

果树遗传育种与生物技术

**

通讯信者

(

Corresponding

author

):

何新华

(

HE

Xinhua

),

E-mail

:

*******************

18

热带作物学报

42

开花是植物由营养生长向生殖生长的转变过

是植物个体发育和繁殖的关键环节

适时开

花对植物的繁殖成功至关重要

1

,

故关于开花的

课题属于热点研究

与草本植物相比

木本果树

通常具有较长的童期

严重制约木本果树新品种

的选育

直接影响经济效益

因此

对木本果树

成花分子机制开展研究具有重要的意义⑵

植物成花过程受内部遗传因子和外界环境因

素的协同诱导

涉及复杂的基因调控网络途径

主要包括

光周期途径

春化途径

赤霉素途径

自主途径

温敏途径和年龄途径

许多植物需

要一段时间的低温春化作用才能开花

FRIGIDA

FRI

FLOWERING

LOCUS

C

FLC

是拟南芥春化途径中的关键调控基因

砲通过

促进

FLC

的表达延迟植物的开花时间⑺

自然条

件下拟南芥开花时间的多样性可归因于如显性

基因的等位变异

冬性生态型拟南芥通常具有

砲显性基因

能促进开花抑制基因

FLC

的高表

造成晚花表型同

而丧失功能

即显性基因

等位突变

的使

FZC

表达量降低

则出现早

花表型

9

0

Risk

训发现拟南芥中至少有

7

个砲

同源基因构成

FRIGIDA

基因家族

。目前对FRI

基因的研究主要集中在模式植物拟南芥和一些依

赖春化作用来促进成花的植物上

木本植物也只

在雷竹⑴

枳凹和银杏问中有报道

芒果

Mangifera

indica

L.

是漆树科芒果属

的多年生木本植物

是重要的热带亚热带经济果

芒果实生苗需要经历较长的童期才能开花结

严重制约了芒果新品种的选育进程

目前在芒

果成花研究中已有一些成花基因的研究报道

但还尚未有阳基因的报道

本研究在前期研究

的基础上

'

四季蜜芒

'

为材料

对通过

RT-PCR

法获得的

2

MiF

刃基因序列进行生物信息学分

采用实时荧光定量

PCR

分析这

2

个基因在不

同组织不同时期的表达模式

为深入研究该基因

的功能奠定基础

1

材料与方法

1.1

材料

本研究以

四季蜜芒

Mangifera

indica

L

cv.

l

SijimiO

为供试材料

栽培于广西大学农学院教

学科研基地果树标本园

基因克隆样品叶片采集

2018

11

5

组织器官和不同发育时期

样本分别采集于

2018

11

5

2018

12

5

2019

1

4

2019

1

29

日的

芽以及

2019

3

6

日的叶

样品采集后立即放入-

80

°C

冰箱冻存备用

1.2

方法

1.2.1

RNA

的提取及

cDNA

合成

使用

RNA

perp

Pure

多糖多酚植物总

RNA

提取试剂盒提取

样品总

RNA,

琼脂糖凝胶电泳和紫外分光光度计

检测

RNA

的完整性和浓度

采用宝生物工程

有限公司的

M-MLV

逆转录酶

cDNA

第一链

合成

反应体系与程序参照试剂盒说明书进行

琼脂糖凝胶电泳检测逆转录效果

逆转录合成的

cDNA

用于后续基因克隆和表达模式分析

1.2.2

芒果

MiFRIl

MiFRI2

基因的克隆

根据

前期芒果转录组获得的

2

个阳基因全长序列

设计扩增基因编码区的特异引物

FRI1-F/R

FRI2-F/R

表1

,

以'四季蜜芒'叶片的

cDNA

为模板

进行

RT-PCR

扩增

PCR

反应体系为

10

mmol/L

dNTPs

0.5

|1L

lOxPCR

buffer

2.5

|1L

10

jimol

的上下游引物各

1

yL

Trans

Taq

0.15

yL

cDNA

模板

1

pL

补超纯水至

25

gLo

PCR

扩增

程序为

95

°C

预变性

3

min

95

°C

40

s,

54

°C

40

s,

72

°C

2

min,

35

个循环

72

°C

延伸

10

min

o

PCR

产物经

1.5%

琼脂糖凝胶电泳检测

切胶回

连接到

pMD18-T

载体上

构建重组质粒

化E

coli

DH5a

感受态细胞

筛选阳性克隆送生

工生物工程

上海

股份有限公司测序

1.2.3

生物信息学分析

运用

BioXM

2.6

软件对

获得的基因核昔酸序列进行氨基酸序列推测

在线软件

ExPASy-ProtParam

web

.

expasy

.

org/protparam/

分析蛋白分子质量

利用

Conserved

Domain

Search

.

/Structure/cdd/

预测蛋白的保守

结构域

NCBI

下载

FRI

氨基酸同源序列

使

DNAMAN

5.2.2

软件进行序列比对和同源性分

MEGA

6.0

软件构建系统发育树

1.2.4

芒果

M

迥也和基因表达特性分析

以芒果

MiActinl

为内参基因问

根据基因序列设

计荧光定量引物

1

,

分别提取芒果不同部位

的总

RNA,

采用宝生物工程

大连

有限公司的

M-MLV

逆转录酶合成

cDNA

第一链

实时荧光

定量

PCR

所用仪器为

ABI

7500

Real

Time

PCR

Applied

Biosystems

,

美国加利福尼亚

反应体

1

方等

芒果

MiFRIl

MiFRI2

基因的克隆与表达分析

19

1

引物序列信息

Tab.

1

Sequences

information

of

primers

引物名称

引物序列

(

5V

)

退火温度

用途

Primer

name

FRI1-F

Primer

sequences

(5'-3')

ATGGAGCAACAAAACGCGCC

TTATTGACATCGATTGATGCTGG

ATGGCGACACTTGAAACAAT

Annealing

temperature/

°C

54

Application

MiFRIl

克隆

FRI1-R

FRI2-F

FRI2-R

qFRIl-F

CTACTGAGGGTAGTAAGATGG

55

60

60

60

MiFRI2

克隆

MiFRIl

qRT-PCR

ATGGAATGCATGTTGAAGCA

AAGAAGCTTGGCAGGATCAA

qFRIl-R

qFRI2-F

qFRI2-R

qActinl-F

GGAAGCCACAAAAGATTGGA

ATACGACCTGCTGGGTGAAC

CCGAGACATGAAGGAGAAGC

GTGGTCTCATGGATACCAGCA

MiFRI2

qRT-PCR

qActinl-R

qRT-PCR

内参基因

M

A

B

系和程序参照

SYBR®

Premix

Ex

Taq

II

试剂

TaKaRa,

中国大连

说明书

具体如下

:以

50

gg/L

cDNA

为模板

反应体系

20

SYBRII

IO

jli

L,

ROXII

0.4

jli

L,

cDNA2

pL,

下游引物各

0.5

yL,

超纯水

6.6

gL

o

反应程序为

95

°C

预变性

30

s

95

°C

变性

5

s,

60

°C

退火

34

s,

40

个循环

循环结束后

95

°C

15

s,

60

°C

1

min,

95

°C

15

s

进行熔解

每个样品重复

3

采用

2

_AAC

t

⑹计算基因的相对表达量。

使用

SPSS

22.0

软件对数据进行差异显著性分析

PV0.01

,

Excel

2016

绘制表达图

M:

DL2000

Marker;

A:

MiFRIl;

B:

MiFRI2.

1

芒果

M

7?

九基因的

PCP

产物

Fig.

1

PCR

amplified

products

of

MiFRIs

in

mango

2

结果与分析

MiFRI2

基因的核昔酸和氨基酸同源性分别为

39.89%

19.22%,

同源性较低

芒果

MiFRI

1

柑橘

CcFRI

XP_006437019.2

甜橙

CsFRI

XP_006485045.1

龙眼

D1FRI

AIN75611.1

编码氨基酸的同源性分别为

56.65%

56.65%

2.1

芒果

MiFRIs

基因的克隆与序列分析

在前期芒果转录组研究中获得

2

FRI

同源

基因

分别命名为

MiFRH

为了验证

基因序列的正确性

四季蜜芒

叶片

cDNA

为模板

用特异性引物

FRI1F/R

FRI2F/R

对其

53.23%

,

MiFRI2

与阿月浑子

PvFRL

1

XP_

031253371.1

同源性为

74.00%o

使用

DNAMAN

5.2.2

2

MiFRIs

的氨基酸序列与上述物种氨

编码区全长序列进行

RT-PCR

扩增

琼脂糖凝胶

电泳检测分别得到长度约

1700

1800

bp

大小的特

基酸序列进行多序列比对

结果显示

FRI

氨基

异条带

1

,

克隆测序获得序列与转录组获得

序列一致

MiFRIl

基因

GenBank

登录号

酸序列整体保守性较低

MiFRIl

CsFRI

CcFRI

D1FRI

之间保守性较高

MiFRI2

PvFRLl

MT239367

编码区序列长度为

1752

bp,

MiFRI2

基因

GenBank

登录号

MT239368

编码区序列

此间也很保守

4

,

说明同一类型基因在不同

物种间具有保守性

推测

MiFRIl

M1FRI2

可能

长度为

1815

bp,

分别编码

584

605

个氨基酸

2

,

蛋白质分子质量分别为

64.98

66.86

kDa

o

属于不同类型的

FRI

家族

NCBI

数据库下载不同物种

FRIGIDA

FRIGIDA-like

FRL

的氨基酸序列,

MEGA

6.0

2.2

芒果

MiFRIs

同源性及进化树分析

通过

NCBI

Conserved

Domain

Search

预测到

构建系统进化树

结果见图

5

O

整个进化树被分

2

MiFRIs

都含有

Frigida

结构域

,

属于

FRIGIDA

为五类

I

II

III

、IV

V,

芒果

MiFRIl

与拟

南芥

AtFRI

阿月浑子

PvFRI

榴莲

DzFRI

可可

基因家族

3

经同源性分析结果显示,儿伍朋门

20

热带作物学报

42

A

^GAGCAACAAAACGCGCCTGTATTTCTGAAATCCATCAACGAACTGAGCAGCCTGGGCGCTGCCGTACAAGTCTTCGAGCGCCGATTC

^KGACACTTGAAACAATTGCAGCTGCCATTAAACAAATACCCTCTAAAAAAGAAGATCTTAAAAAGGCCTTCGATGAACTCCAATCA

CAAGAGmCAAAACCA£CTCACCGTCACACCAAAACGCGGAT

CACTCTTTTCTTCTGTCTTCTTTCTCCCTCTCCTGGrcCAATrTAGATGCCCACTTCACCCAAATAGAGAACTCCATTACTCAACGATTC

CMmCAACCGCTTACGGAAMGATGCCGCTTCAACCTCAACCTCAGAGTCTACCACCAACTGAAACTCAAACCCTAACCGAAATGGCG

CGTCTrCTCGAATCGCTCGAGTCCACTCAGTCTCAGCCGGTTCAGCAACCCCAATTAGATTrACCGTCTCTGTCTCCGTCATTGGCGCCA

ACTAAGAATGTCAATCTGACTCAAGGGTCTCGGCCTrCTGAGCTTCACrATCTCTGCGAGATGATGTGCAGCOGCGGCCTGAGAAAATAC

GAGM^CCC^AAfiAAGACCCAGAAGAGGATCXn^GGA^ACACGGAGGMGACCCAfiACGGAGACCCGTCTCCATCTGATCCGGTA

CTTCTCACGCATCTATCGGACGTTGAAACGCTCCGCCGAGACTCAGCTTCGGCACTAAAATrcGCTCCAAAGCCGGCGAAACTCGTGTrc

GCGGAGCCGGCTCAGCGCGAGTTAAATTTATCCACTGTAAAAGACCCATCnCGTCTAACCCACCGAGTGTAGTCCCAGTGGAfiTCAGTA

GATTGTGTGCfiACGGTTCnTCTACMGGTAAAAMGCCTACACCMGGACTCTCCCATGATTTCGTCTCCCCAGGCTTCGGTTCTTGTG

451

TTAACAACiXATreTCOCTCMCCGTAtrAGCCATOTCTrCGAACCCCCCGAGTCAAGACCGAGTrGACTTGGATGTGGCTCTACCC

TTGGAGTHTrCCTCAGACTGATTACTGAGAGCGGGGGCCACATrGAGATTGATGAAACGCTTAAACAAGAGGCCGAGAAGGATTCAATT

GAGTTGAGAAaxrrATGTGAGAAAATGGACGGTAAAGGGTTAAGAAAATACATAAAOGAGAGTOGAAATGTCCGGSAAAAAGTTCGGGTT

Ga^AGAAAAAfiACTCXn'TAGTGMGGAGGTTTGAGTAAAGOTGTGAGGnGATGCCAGAGGmACITCTGTTCGTCGCATGTTTr

GAGCTCCCMGTG<^TCCGGGTATCTCCGGATCCTGGTrTGATGGTTTTGGATGCAATGGAGGGGTTTTATGGAfiTTGATAACGAfiTrG

GGGAHCCTAAAGTTTTTAAAAATGAAGATGTTAGG€ATTTGATTAGGTTCAGTAATATCACGGAGATTAGTGATTTGCTTAAACCGTCT

AAAAGTGACMTGACCCAGMTTGTGGGGGACAAGGAGCGCTTGTTreTTGTTAnGGAGGTTTTCTTAGGAATTAATGCAAATATTGGT

CGTGmTTrTTGCAAGGGTTCCAGATATCATAGAGAATATGAAAAAGAATGGAATGCATGTTGAAGCAGTTGATATTGTTTACAACTTT

GAAGAAGTGAGGGATAGAGCAAAAAGTrrGGCnTrGATTGGAGAAAGAAGTTGAATTrGCATGGAGAAAATG6TTTAGAGrrGTTGGGfi

GGGATTGAGGATAAGTTCTCACCTTATACAATTrTGACTTCACTCTTACGGGAGTCTAfiAGAAGCATG

GAAGAGAAAAAGACGAGATGCA

901

TTCTTGCATrTGGTGGCTGCATATGGGrroGGAAGTGAGTTroAGAAGAATrTTCrTGTGGACTTATCTGTGCCTGCTGCAAAGTACCGG

CCGCATCCTCTGAAAAACGCAACTGAAAAGCATrTAGCTGCATTAAAATCTGTTGTCAAGTGTrTGGAAGATCGCAAAATTGATCCTGCC

CAAGGTATTGTGTTGAGCAAGGCAATTGATTTAGGAGATAATGITCAAGATCTCATTCAGAAACTTATGGTCAATGGAAAGCAAATTCTG

1081

AACCnCTTTCTGGATGGCAAATCAAAGAAAACATTGTCAAGTTGGACAAACAAATTGTTGATCTGAATAAACTTATAATGGATGATAAT

1081

GCTCTGAAATATAnTTrcAGTTTGAGCTGACTGAAAAATACCCACCTGTCCCACTCCTGAAAGCCTATCTGAGCGAGTCCCAGAGGCTT

1171

AAGMGtrAAAGAGAAAAGCTGGTCAAATrCAGTCATCAAATMTTTCAACTTrCAAGAAACAAAACGTTCTCGATTTACAACCAATGGA

1171

GCAAAGCAACTTCGCGAGGATGGAAGAAACTCCCTTAGATCACAGAATGAGGCCACAGCCAAAGAAGTTGGTGCCCTGAAAGCAGTGATC

Q

1261

TCAACCCTGGTGTCATCTCCACATGTCATCCGGTTGCATGAACCAATGGCTGCTAACAGTTATATAGATAGGAAGAGATCATATAATACT

1261

AAAGTAGTTGAAGATTACAAACTTGAATCTGAGTICCCCAAAGACATGCTrcAGAACC&TOTAGAGGTGCTAGAGAAGCrGAAGGCAGAC

1351

nGATGCCACATCTGITCMTGGTGGmcnXAGCTACATCAGTAATCATCTreCTGCCCCAGCTGCATCGCACGGATATGAAGCAGCA

1351

AGAAMCGCCCTCCTCCTGCTCCCAAGCCTCAGCAGaGCCTAAGAAGCTACACTGGCAACCAAGGAACCCACAAAAGATTGGAAACAAG

1441

CCTTTGCCTGAAGCTCTTGGCTCTATAGGACaAGTGGGGGCACTCTGCATGCTATTGGAGTTGAAGTrGGTrTGTCTTCTCGAAGTAGT

1441

CGTCCTCGAAAAACTGGATCCATTGGCCACACAGCACCAACTGnGTTGCAGCCAATCTAAGTGTTCCCCTATTCCCACAACCCCATTTG

1531

GT(rrc(m(XACTGCAGGTCCATCTGGTGTTCACAGAGAGGAGTCAAAGGATGCCGTTGGCCAAATGATGTGTGGCAGTGTrTCATCA

1531

CAGCCAGCAGGTTrATTACCTGAGAATTCTGCTCCATATTTGGQCACACCAGCTGGGCCTTACGGCTTGGTGGGCTCCACTCCTGTAGTT

1621

AATTATGCGTGGCAfiAGTGTTGCGGTTGCAGCTTATAATGACAGGGTAATTGCSCAACCTGCAGCCAAGQGGGTTGATGTTnGTATGAG

1621

GCCCCTTATCCACGTrCACCCAGCACGTCGTATCCTTrcACAGGAGCCCAGGTGGGTTTCCCTGGGACCTCAGATCTTGCTGCCTCACAT

1711

NYGWQSVGVAAYNDR

CCGCCATCATATTTCCCAGGTCCCACCATCAATCGATGTCA/^

1711

mTATTCTTCAGAGTCACAGATGCCTTCTGCGTATOTGATtmCAACTACTTATGGTGGATATAGTTrCCaCCTCAATACCATCCA

1801

TCTTACTACCCTCA

2

芒果

MiFRIl

(

A

)

MiFRI2

(

B

)

核昔酸序列及其编码氨基酸序列

Fig.

2

Nucleotide

and

deduced

amino

acid

sequences

Qi

MiFRIl

(A)

and

MiFRI2

(B)

in

mango

A

Query

seq.

Specific

hits

Superfanilies

200

300

400500

584

superfhmily

B

Query

seq.

Specific

hits

Superfanilies

3

MiFRIl

(

A

)

M1FRI2

(

B

)

氨基酸保守结构域分析

1

100

200

300

400

500

605

Fig.

3

Conserved

domain

analysis

of

MiFRIl

(A)

and

MiFRI2

(B)

TcFRI

聚在

I

而芒果

MiFRI2

与拟南芥

MiFRI2

在不同时期内的各组织中均表达

但在各

个组织中表达水平存在差异(图

6

)

o

AtFRLl/2,

阿月浑子

PvFRL,

榴莲

DzFRLl/2,

可可

TcFRLl/2

聚在

II

说明

MiFRIl

MiFRI2

属于

FRIGIDA

家族不同类型的亚族

MiFRIl

I

类亚族

MiFRI2

属于

II

类亚族

MiFRIl

基因从营养期到花芽分化前期之间

的各个组织中表达水平均偏低

而从花芽分化期

开始

其表达水平在叶片和芽中迅速上升

2.3

芒果

MiFftTs

基因的组织表达特性分析

为了探讨

MiFRIs

基因在芒果成花过程中的

MiFRIl

基因的表达最高峰出现花芽分化后期的

叶中

而此时

MiFRIl

基因在顶芽中也达到表达

高峰

而在花序伸长及开花期的叶片和花中的表

表达特性

利用实时荧光定量

PCR

技术检测

MiFRU

MiFJU2

'四季蜜芒

不同花发育阶

达水平则有所下降

但依然极显著高于营养时期

相应的组织

但在茎中的表达一宜维持在较低的

段不同组织中的表达模式

结果显示

MiFRIl

1

期黄

方等

芒果

MiFRIl

MiFRI2

基因的克隆与表达分析

21

MiFRIl

............................

JSEOCNAPWllsi

1|

l

SSLGAAM^|

e

RRFC

e

|

cis

L

e

FI

QTAIH

KLRHETSPSH>ffiCLCRLT.

EKNPLCP

(

yQS

........................................

77

CcFRI

............................

NACLNESELN|SVN|LSGLASKr

LE|NKRYEE|C

CFICEANET.

.

.

^TKFN^AESLELTAPSWETTTRHN

....................................

75

CsFRI

............................

MCLNESELI1S'W|

l

SGLASKI

NKRYEE|C

EFI

let

.

.

.

MTIKFNNCKAESLELTAPSVVPEnTRHM

....................................

75

D1FRI

............................

MQSEEPPFW?LTfI

GCFCTA^SlKHI

FEIfLK■:

ESTRK^I

FT.

....

CFNNLPSSQCCOQQ

QLLLQniXP

....................................

70

MiFRI2

NKTLEII

AAAI

KQ

PSKKEIXK^liKSIEFIiSS|SLSVSI<[>WKI

1

KJ^FRLLESLESTQSCF^CPCLCLPSLSPSLAP.

.

ETEPEEEPEEEPEE

104

PvFRLl

MVTLEAI

AAAI

EQ

ESKKQVIJ^I]LqSISSLLSS|SVSVS[|DVKI

Ef®LT<^RLLESLESNQS

(

yAP

(

yQLELPSLSPSSPT

(

yEEDCCEEPEEEPEE

106

MiFRIl

CcFRI

CsFRI

D1FRI

MiFRI2

PvFRLl

MiFRIl

CcFRI

CsFRI

D1FRI

M1FRI2

PvFRLl

MiFRIl

CcFRI

CsFRI

D1FRI

MiFRI2

PvFRLl

MiFRIl

CcFRI

CsFRI

D1FRI

MiFRI2

PvFRLl

.....................................................................................................................................

LPE.

..

TETQILTEN^TKSVN

.

.

LTQGSRPS|

l

HY|

e

N

■:

SB^A

l

VIH

124

.....................................................................................................................................

QTPBT

LTEEVrASI»PTEIVENDSKNSSQRRSlLTSHFIWSP^WWSN

128

.....................................................................................................................................

QIPBI

LTEEVrASKAPTETVENDSKKSSCRRSlLEfiHETWSB^HYWSN

128

.....................................................................................................................................

MJJ»I

VSATVPETC^PTIKPS.

............

R^

s

I

fhe

H

k

A

s

P^WL^SH

115

DTEELPBCTP.

.

SPSEPVAEP

ITSSS1^PSVVPVESVLITH2D^CPY^SSS^PSQ1WELDVALP|

li

e

K«GK^H

y

INES

201

JJ»EEEPEEEPEEEPSSS>PETVERELCLPTHSPSI

Pg'PSSSNPPSVTRVESVFTrQCrTCPIPPSSSNPTSEERVrLVWLP|LRl

EI®GI^HM

NES

212

LSDVEHflRQ

S/flLKLAAlflAKLHECVGB|FLCCXK^'YTKES|.

M

SS|c|sflflFFlRLI

TESGffil

I

lsei

gs

I

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H

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^

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I

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H

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^

tkns

I.

nt

ts

I

c

I

swwlf

I

t

I

GBSEKEIE

LSEI

OS^fREEAI

■LKSAPIflAKLHECVGB|FLCa

RAYTKNS,

M

TSlcIsyAMLFil

I

GESEKEIE

lsewcgl

I

re

.

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«

lks

^

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B

ecvgb

|

fl

(

;

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^

tkes

|.

ni

ts

|

e

|

s

1

i

lf

|

i

li

gasevei

RNVREKWE

LMI

IH/SPll(LWD4NE(flM3VTr«]JSD^|ELWnMci>MVF|G[

N

Ah

RKNQEK|V&

L?|l

KFAP

G_NlD^E4YGV(XKLKSVKE|CNLG[

N

N!>

EFTLKCdEKDSI

71RKRLLSEGCLSKXTV

ekpwce

I

ennat

kkru

secgvckacet

EKPWCqENNAI

yfKKRU

SEGGW3CACEI

edst

kki

1

saasaa

|

rnri

(JSECGPSKVCEI

GEEVBIMSLAFIMRKKJJNLBG

...

ENGL

GKEVEE^SLAFE|RKRVNLRA

...

ENGL

REAVKRKRREA

.

PH

KEAVKRTKRCA

.

PV

KE^VKRTKREA

.

PV

KE^WRSKRNP.

.

PL

CRLAKCLREECKhSL

KRLAKKI

BKEOJfiL

228

233

233

219

296

307

332

337

337

323

402

413

32

H3

4

I43

23

4

92

4

12

IRFSNT

TEI

SEI

IIPSNSQAE1

GT

G

®SRI

FARVPEIIENVKK1

S2SBLM^KI

PET

VENNKK1

CCSRVLM^KI

PEI

VENNKK1

ffiSPNLAPKI

PET

T

EKK1

JKAI

ELGKM^ELI

CKIM-1

XAIELGXMELI

#11

D

pnYi

Kurw

h/EIW

pEW

U3IF]

M3IF1

GIECKFS

CIETKFS

61

EEKFS

CTEEKFS

ELTEKYP

KLTERW

PLKKAT.

LLKKFAN

LLKKEAN

NCKKAC.

RSQsEAT

RSQEAA

[KI

EPAKLLSGVCT

KEKIM

1

1

?NT

rpKLLPEFET

KENI

YKLESEYPKD

.

HRLEAEYPKQ

.

ILQKRAE

1

IXNKLIMINKKPKRKAGCICSSNNFNFCETKRSRFTrNGST.

....

LVSSPEVIRL

AWNKCI

NEMd

NPKRKVdT

ESSNKVNCCENKRCRFT^KGSTPNASCLNTSPEVFQV

ANLNKQ

TDSSKATURKAM3T

ESSNKFbSCEAKRSRFIPKESF

..........

LNTSPSIIGL

3ERKRPA

.

PAPKPQQqPKKLHWyRKPQIC

.

.1

CMCRP

..........

RKTGSIGHA

3ERKRPArrPAPKPQ^KKLQQi5

>

RKPCCQ

>

RKPQ^<3«RR

.

..

.

RTTASIGDA

ATWKCT

NEMd

NPKRKVCET

FSSKKVNGCHNKRCRFT^KCSTPNASCI

NTSPPVFQV

I

4

5

MiFRIl

rRKRSYNTIAPllLNGGYSS'VT

SEAAPMSH^AAPLPEALGST

CPSGGTVHAI

GEVCLSsKsLPST^CPSCVHREESKDMflCNMXBV

538

CcFRI

BEPR/®

^EEKRS

,

YGGLTPliFEG(TGG'¥I

&

BPAVSAASHWflX^LPEALGPAVGAGSBVM'VGVEVSNSPB

TTRP.

TGSFKGHSETAVlia|CNMiANG

546

CsFRI

FEPK/H

YAEEKRSWGLTP*E

GCFGCYT

S.

BPAVSAASH

w

TG^LPL^LGPAVG^GSBVNAVGVEVSNSPW

TTRP.

TGSFNGVHCETAVrJMCNMWNG

546

D1FRI

ND®*

^AMaKSSYEGLNPTfLDLG^SSBWS'YPAASAAI

IxfcRTSLDVLGrAFGCGaSVPG'VGVE^SESlB/G

LP.

TGSFSCVRREL

皿&

((^VYGf©

527

MiFRI2

PTWA»SVPLFP

(

yHL

(

yxiLPEbSAPYLG

............

TPyUPfc^TPWAPY^GSPSRS'Y/lLTGAQWTPKSELA

...

^SELYSSESC^PSWYTRSTT

588

PvFRLl

PAVKB/TVPLFPC^HL^AjLPEEfiMVLS

..............

TPTRP^LXOSTPPWYAGSPI

GLyCLTGAQVG?P^SJ®

A

...

SBLYSSESHNPS|^YEeSTA

608

MiFRIl

SSh|GW3SGVA>#rRI

CCPAAMGVDVLYEPPSYFPCPSIWKD

■…

.

................:............

584

CcFRI

S&

iGWiRACTAAERM

GCSFTOTAH

VFDGL'VRPSPSLERFAGLI

MfiSI

yMaGNPSSSSEL-YSFTIEAV

617

CsFRI

SS.

訶础财©*皿

1

GCSFTCLPAII

VFDGLWSPSLrRFACLI

NffiST

A3GNPSSSSCLYSF

IMV

617

D1FRI

LA.

fcWRLCETAERFTTqSI

LQ*PAVSI»rWLLRCSLSI

rRVAOJEPCSI

GVSlSRSSSSELyGF^EAV

598

MiFRI2

^OlSFAPQffiPSWPQ

........................................................................................................................................

605

PvFRLl

YGC|SLPPQHffS^PQ

.........................................................................................................................................

625

4

MiFRIs

氨基酸序列多重比较

Fig.

4

Multiple sequences

alignment

of

MiFRIs

99

1

TcFRLl

Theobroma

cacao

(EOY

12147.1)

可可

19l

TcFRL2

Theobroma

cacao

(XP_007020622.2)

可可

_________

99|l

------------

DzFRLl

Durio

zibethinus

(XP_022734673.1)

榴莲

99_

___________

I

-----------

DzFRL2

Durio

zibethinus

(XP_0227

16788.1)

榴莲

92

99

98

33

-----------------------------

CpFRLl

Carica

papaya

(XP_02

1906046.1)

番木瓜

I

----------

PvFRLl

Pistacia

vera

(XP_03

1253371.1)

阿月浑子

99l

--------------

MiFRI2

]

---------------------------

AtFRLl

Arabidopsis

thaliana

(AT

5G16320.1)

拟南芥

99l

----------------------------

AtFRL2

Arabidopsis

thaliana

(AT1G31814.1)

拟南芥

-------------------------

AtFRL3

Arabidopsis

thaliana

(AT5G48385.1)

拟靑养

II

|

---------AtFRI4a

Arabidopsis

thaliana

(AT3G22440.1)

拟南芥

------

AtFRL4b

Arabidopsis

thaliana

(AT4G14900.1)

拟南芥

AtFRL5

Arabidopsis

thaliana

(AT5G27230.1)

拟南芥

AtFRI

Arabidopsis

thaliana

(AAG23414.1)

拟南芥

VvFRI

Vitis

vinifera

(XP_002283789.1)

葡鬲

DzFRI

Durio

zibethinus

(XP_02277

1353.1)

榴莲

99

TcFRI

Theobroma

cacao

(XP_00703

8203.2)

可可

CpFRI

Carica

papaya

(XP_021905508.1)

番木瓜

99

-----------------

.

MiFRIl

I-----------------------

PvFRI

Pistacia

vera

(XP_03

1282843.1)

阿月浑子

99

62

I

m

IV

V

99

82

I

----------

D1FRI

Dimocarpus

longan

(AIN7561

1.1)

龙眼

r

CcFRI

Citrus

sinensis

(XP_006485

045.1)

甜橙

99^

CsFRI

Citrus

Clementina

(XP_006437019.2)

克莱门柚

0.1

5

芒果

MiFRIs

系统进化树分析

Fig.

5

Phylogenetic

tree

analysis

of

MiFRIs

in

mango

22

热带作物学报

42

*

w

I

°

A

°

I

18

15

12

9

日叶閒茎窟芽

/

A

I

O

A

O

I

.2

O

6

3

3

0

5

-

2

-

5

2

5

0

-

1

1

a

MiFRI2

E3

叶溜茎

A

团芽

/

B

C

C

DE

u

水平

MiFRIl

基因在不同组织中的表达模式存在

差异

在叶片中

M

诃血基因表达水平先下降后

上升

表达高峰出现在花芽分化后期

而后稍微

有些下降

这与

MiFRIl

基因在叶片中的表达模

式类似

在茎中

必诃人/

2

基因呈现先上升再下降

的表达模式

这与

M

7?

刀基因相反

在顶芽中

期到花芽分化前期之间的表达模式与

MiFRIl

因类似

在花芽分化后期

MiFRI2

基因表达水平

上升

但上升幅度低于

MiFM

基因

3

讨论

FRI

基因是植物响应春化途径的关键调节因

其表达能促进下游开花抑制基因

FLC

的表达

,

从而抑制植物的成花转变

表达高则抑制

开花激活因子

FT

SOC1

基因的表达

表现为晚

反之则表现为早花

"J

最新研究发现

FRI

春化过程中是通过与某些蛋白相互作用形成复合

物参与到

FLC

染色质上组蛋白甲基化修饰来调控

植物成花

19

'

20

o

因此朋/在植物开花调控过程中

具有重要作用

目前刃"基因已在大豆

0

紫花苜蓿

22

啡树

©

雷竹

⑺等物种中被分离克隆

尚未见有芒果

如基因的研究报道

本研究在前

期研究的基础上

从芒果转录组中挖掘获得

2

FRI

基因

通过

RT-PCR

技术对其序列的准确性

进行了验证

生物信息学分析结果显示

MiFRIl

MiFRI2

的编码区序列长度分别为

1752

1815

bp,

分别编码

584

605

个氨基酸

编码蛋

0

S

S

O

J

d

x

o

A

9

E

3

EFEFEF

2018.11.5

2018.12.5

2019.1.4

2019.1.29

营养期成花诱导期花芽分化期花序伸长及开花期

不同发育时期

o

A

g

E

I

o

M

2018.11.5

2018.12.5

2019.1.4

2019.1.29

2019.3.6

营养期成花诱导期花芽分化期花序伸长及开花期

不同发育时期

Different

developmental

stages

Different

developmental

stages

不同大写字母表示差异极显著

(

PV0.01)

Different

capital

letters

indicate

extremely

significant

difference

(P<0.01).

6

MiF/m

和在

'四季蜜芒'中的表达分析

Fig.

6

Expression

analysis

of

MiFRIl

and

MiFRI2

genes

in

M.

indica

L.

cv.

'Sijinii'

白含有

Frigida

结构域

属于

朋"?劝

基因家族

2

个如基因的核昔酸和氨基酸序列的同源性

均很低

进化树分析结果显示

MiFRIl

AtFRI

聚类在一起

属于

I

类亚族

M1FRI2

AtFRLl/2

聚类在一起

属于

II

类亚族

表明二者

由不同祖先进化而来

FRIGIDA

家族成员基因在被子植物和裸子植

物中广泛存在

Risk

a

将拟南芥

FRIGIDA

族的

7

个同源蛋白依据其

N

■端序列保守性分为

FRI

(

I

)

FRL1/2

(II)

FRL3

(III)

FRL4a/4b

(IV)

基因的表达水平为先下降后上升

从营养

FRL5

(V)

五类亚族

认为

I

II

类亚族仅在双

子叶植物存在

111

IV

类亚族同时存在于单子叶

植物和双子叶植物中

V

亚族只在拟南芥和毛果

杨中发现

另外

Michelle

Bl

研究证实拟南芥

中的

AtFRI

AtFRLl

均为成花抑制因子

,

能够促

进成花抑制基因皿

C

的表达

AtFRI

缺失时

AtFRLl

具有冗余的功能

AtFRL2

存在于

Landsberg

erecta

(Ler)

型拟南芥中

属于无功能

基因

其他亚族的功能还未见报道

根据目前已经报道的一些物种的功能研究显

枳中的

PtFRI

基因属于

I

亚族

主要在叶和

花中表达较高

异源表达抑制拟南芥开花

竹是单子叶植物

PvFRL

基因属于

III

亚族

在营

养组织和生殖器官中均有表达

但在花期表达水

平明显下降

超量表达抑制拟南芥成花

咖啡

CaFRL4

基因是

IV

亚族

主要在叶片中表达

而银杏属于裸子植物

G

方朋/基因在雄花中高度

表达

而在叶中表达水平最低

在其他植物中,

拟南芥中的

AtFRI

基因在各个组织中的表达水平

1

期黄

方等

芒果

MiFRIl

MiFRI2

基因的克隆与表达分析

23

均很低

主要在发育中的种子中表达

AtFRL2

基因在各个组织中表达水平也很低

但在发育中

的种子和花粉中具有较高的表达水平[训

油菜

.a

基因在叶和茎中少量表达

而在花芽

和花中高表达口句

油菜中的

基因在种

子中表达水平最高

其次在根

芽中表达

在茎中最低

©I

白菜中的

BrFRIa

BrFRIb

基因

的表达水平与成花时间早晚不相关

但超量表达

BrFRIb

可延迟转基因拟南芥成花[绚

上述研

究结果表明

不同物种中的

F

刃基因的表达模式

存在差异

但功能相对保守

均抑制转基因植株

成花

本研究中

MiFRD

MiFHI2

'四季蜜

成花过程中不同时期内的各组织中均有表达

其中

MiFRIl

基因主要在花芽分化后期的叶和芽

/

花中高度表达

MiFRI2

基因主要在营养期的顶芽

和花芽分化后期的叶片中高度表达

这与雷竹中

PvFRI-L

基因花期表达水平下降的模式存在差

2

MzFds

基因在营养芽转向花芽发育的过

程中的顶芽中表达水平下降

但在花芽分化后期

的芽中表达水平又再次上升

MiFRIl

基因的

上升水平显著高于

MiFRI2

基因

说明

MiFRIs

因与芒果的成花有关

2

个基因发挥的功能强

弱可能存在差异

有待进一步研究

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责任编辑

黄东杰

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