miR319b-JmGAMYB模块在胡桃楸花发育过程中的调控机制

摘要

胡桃楸是一种应用前景十分广阔的木本果材兼用的经济树种，其雌雄同株异型异熟的生殖特性有效避免了自交，但这种雌雄异型异熟的花发育调控机制尚未清楚。miR319家族已经在多个物种中被鉴定为调节花芽分化的关键miRNA家族之一。前期试验已筛选出Jm-miR319b是调控胡桃楸花发育过程中的关键miRNA，而GAMYB基因被预测为Jm-miR319b的靶基因。为探索miR319-GAMYB模块对胡桃楸花发育的调控机制，通过胡桃楸花芽转录组数据中GAMYB的CDS序列，利用RLM 5’RACE技术验证Jm-miR319b与JmGAMYB基因的靶向关系；通过PCR克隆出JmGAMYB基因的CDS序列全长并进行生物信息学分析；利用qRT-PCR技术对靶基因GAMYB在胡桃楸不同器官和不同生殖类型的雌雄花芽表达模式分析。结果表明：JmGAMYB基因ORF全长1 503 bp，编码500个氨基酸，花发育相关基因miR319b直接靶向JmGAMYB，其表达趋势相反，切割位点在miR319b成熟体第10～11碱基；qRT-PCR定量分析表明：JmGAMYB基因在胡桃楸茎、叶、雌蕊、雄花序及果实中均有表达，且在雄花序中表达量最高。JmGAMYB基因在生理分化期的雌先型和雄先型的雌、雄花芽表达量呈显著差异；而在形态分化期的雄花序交替散粉时，JmGAMYB基因表达量也交替出现高峰。因此，推测miR319-JmGAMYB参与调控了胡桃楸花发育的全过程，并且在花芽分化早期就已经开始起调控作用，在雄花序散粉时相对表达量最高，散粉后表达量开始降低。研究结果将为进一步探索胡桃楸花发育的分子调控机制奠定基础。

关键词

胡桃楸 / miR319b-JmGAMYB / 花发育 / 表达分析