细胞分裂素受体基因SlHK4突变对番茄开花时间的影响

摘要

[目的]本研究旨在解析细胞分裂素受体基因SlHK4突变对番茄开花时间的影响，为揭示细胞分裂素途径调控植物开花的分子机制奠定基础。[方法]以细胞分裂素受体基因SlHK4的2个纯合突变株系slhk4-4和slhk4-5及野生型(WT)番茄为材料，统计各株系开花时间，并在发芽26 d后取植株茎尖进行石蜡切片显微观察、响应细胞分裂素的荧光信号检测以及转录组测序等分析。[结果]slhk4-4和slhk4-5突变体的始花节位与WT相同，但始花时间分别比WT晚6和4 d。与WT相比，slhk4-5茎尖花分生组织分化推迟，细胞显著减小，细胞数目略少；slhk4-4与细胞分裂素响应启动子TCSn驱动的绿色荧光蛋白基因GFP过表达株系的杂交F_1代茎尖中，响应细胞分裂素的GFP荧光信号显著减弱；slhk4-5茎尖中细胞周期正调控基因Cyclin-B1-2表达下调，开花正调控基因FUL2、SOC1表达上调，而花发育基因AGL12和AGL19表达下调，开花调控相关基因的表达变化趋势与slhk4-5开花推迟的性状变化不完全一致。差异表达基因(DEG)的功能分析显示，57.6%具有功能注释的DEG是富集于光合作用、呼吸作用、蛋白合成和代谢等相关通路中的结构基因，其中88.2%在slhk4-5茎尖中的表达下调，表明slhk4茎尖的细胞活性很可能弱于WT。[结论]细胞分裂素受体SlHK4的功能缺失导致slhk4茎尖细胞分裂素信号减弱，花分生组织细胞减小，活性降低，分化延后，进而导致slhk4开花推迟。SlHK4是番茄开花时间的正调控因子。

关键词

番茄 / 细胞分裂素受体 / SlHK4 / 开花时间

基金资助

国家自然科学基金项目(31972371); 江苏高校优势学科建设工程项目