茄子雄性不育相關基因的克隆及功能分析

《茄子雄性不育相關基因的克隆及功能分析》是依託西南大學，由王志敏擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：茄子雄性不育相關基因的克隆及功能分析
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：王志敏
• 依託單位：西南大學

項目摘要

茄子是世界各地廣泛栽培的重要蔬菜之一，具有很強的雜種優勢，將雄性不育系套用於茄子雜交制種，具有顯著的經濟效益和廣闊的套用前景。然而截至目前對於茄子雄性不育育性調控的分子機理研究較少。本項目在前期研究基礎上，通過長讀長的454 GS FLX高通量測序得到茄子花葯開裂關鍵時期的宏量ESTs，並對其進行數據注釋、功能分類和代謝途徑分析，以獲得海量轉錄組信息；再通過基於短讀長的Solexa高通量測序的兩種類型茄子相同發育時期的表達譜比較，高通量篩選差異表達ESTs，然後針對可能在茄子功能性雄性不育育性轉換過程中起重要作用的基因克隆其全長，並通過轉基因超量表達和RNA干涉等進行功能驗證。本項目的完成將有助於揭示茄子功能性雄性不育的分子機制，也為後續基因互作及調控關係的研究以及加速茄子新品種選育奠定重要的理論基礎。

結題摘要

為了探索茄子功能性雄性不育產生的分子機理，本項目以兩個茄子功能性雄性不育系和一個可育係為材料，提取開花當天花葯RNA進行了高通量轉錄組測序，完成了9個樣品的轉錄組分析，共獲得57.80Gb Clean Data，各樣品Clean Data均達到6.13Gb，Q30鹼基百分比在94.12%及以上。分別將各樣品的Clean Reads與指定的參考基因組進行序列比對，基於比對結果進行可變剪接預測分析、基因結構最佳化分析以及新基因的發掘，發掘新基因2,971個，其中2,192個得到功能注釋。根據基因在不同樣品中的表達量識別差異表達基因，對其進行功能注釋和富集分析。對差異表達基因進行GO功能分析顯示，共有16個差異基因。全部基因均歸屬於生物合成、分子功能和細胞組分3大分支的51個功能組，其中主要為與酶類相關的差異基因、細胞信號傳導相關基因和與能量代謝相關基因。有41個差異表達基因集基因，其中上調基因26個，下調基因15個，在COG資料庫中共有12個基因被注釋9種功能。對茄子雄性不育花葯進行蛋白質差異組學研究，從分離的43個蛋白點中成功鑑定4個極顯著差異蛋白點，並對其中一個差異表達蛋白COI1的編碼基因及JAZ1、MYC2 兩個基因進行了同源克隆、生物信息學分析及實時螢光定量PCR表達分析，發現COI1與茄子花葯開裂有直接關係；對茄子茉莉酸信號轉導途徑的LOX 、AOC、OPR3、COI1基因進行了克隆和定量表達分析，LOX、AOS、AOC、OPR3開花前低水平表達影響了不育系花葯的開裂。以上研究為揭示茄子功能性雄性不育系花葯不開裂的機理奠定了一定的基礎，也為加速茄子雄性不育種質資源的創製和雜種優勢育種的利用提供了可行的參考。