向日葵EPF基因家族鉴定及参与花发育的功能分析

摘要

植物表皮模式因子EPF是一类广泛参与植物生长发育调节的分泌肽，其家族成员在向日葵（Helianthus annuus L.）花发育调控中的功能尚不清楚。基于基因组和转录组数据库，在向日葵中鉴定得到10个EPF家族基因，分属于4个亚家族。结果表明：其中，HaEPF1、HaEPF3、HaEPF4、HaEPF7、HaEPF9在向日葵花发育早期（St2、St3、St4）特异性高表达，而HaEPF5、HaEPF8、HaEPF10在花发育中后期（St5、St6、St7）特异性高表达。进一步分析发现，HaEPF1、HaEPF4、HaEPF7在野生型向日葵（WT）花分生组织转变和花器官发生（St2）过程中高表达，并随着花器官发育其表达水平逐渐降低。然而，10个EPF家族基因在向日葵花分生组织转变与花器官分化缺陷突变体Crazy Broccoli 1(cb1)中类花序结构发育过程中始终维持较为稳定的高表达水平，并与WT分生组织转变与花器官发生时期的表达水平相似。结果表明：HaEPF1、HaEPF4、HaEPF7可能在向日葵花分生组织转变和花器官发生过程中发挥作用；启动子顺式作用元件分析发现，HaEPF1、HaEPF4、HaEPF7在调控向日葵花分生组织转变和花器官发生过程中可能依赖于生长素、赤霉素、脱落酸信号。HaEPF1、HaEPF4、HaEPF7表达水平的精确调节对于向日葵花器官发生至关重要，持续异常地高表达，可能是导致cb1突变体出现花器官发育缺陷的重要原因之一。

关键词

向日葵 / EPF基因 / 表达水平 / cb1 / 花分生组织转变 / 花器官发生