辣椒PRF-PPR基因对育性调控机理的研究

辣椒杂种优势明显，对其雄性不育的研究一直是辣椒育种者研究的热点。本项目已从构建的辣椒核不育两用系差异表达cDNA文库中筛选获得PRF-PPR基因，基因芯片结果表明其在可育株中的表达高于不育株，并通过RACE技术已获得了可育株中PRF-PPR基因的全长。本项目在此基础上扩增不育株中对应的等位基因PRF-PPR1全长，对两者进行比较和分析。采用反向PCR技术克隆两基因的启动子，进行活性分析。利用Western检测PRF-PPR在可育株及PRF-PPR1在不育株蛋白水平的表达情况。构建PRF-PPR与eGFP融合表达载体，转化洋葱表皮细胞瞬时表达，观察融合蛋白亚细胞定位情况。同时利用RNAi技术抑制PRF-PPR基因在辣椒或番茄正常可育株中的表达，观察育性表现。本研究深入探索PRF-PPR基因在辣椒育性表达中的作用，研究该基因对辣椒育性调控的分子机理，为后续通过分子手段调控辣椒育性提供理论依据。

辣椒杂种优势非常明显，并已被广泛应用于生产，利用雄性不育生产杂种一代种子，可以显著降低生产成本，并保证种子的纯度，因此开展辣椒雄性不育的研究一直受到重视。本项目克隆了PRf-PPR基因，并对该基因的功能和表达进行了分析。研究结果表明：辣椒PRf-PPR基因在两用系可育株和不育株中的碱基序列没有差异；进一步在两用系可育株和不育株克隆了该基因的启动子，启动子的碱基序列分析表明也没有碱基差异，并通过烟草瞬时转化发现-1034bp到-736bp是启动子的核心区域；荧光定量和RNA原位杂交表明PRf-PPR基因在可育株中的表达量普遍高于在不育株中的表达量，在花药和子房中表达量较高；亚细胞定位表明PRf-PPR蛋白定位于线粒体；辣椒育性相关miRNA及靶基因的鉴定结果，未能找到作用于PRf-PPR基因的miRNA；.通过病毒诱导基因沉默（VIGS）技术初步探究了PRf-PPR基因的功能。以沉默植株和阴性对照的花药为模板，通过qRT-PCR来分析PRf-PPR基因的表达量，结果表明PRf-PPR基因在沉默植株中的表达量明显低于对照植株，沉默植株表现有花药瘦小和干瘪，在电镜下观察沉默植株的花粉明显少于对照植株，说明不同程度地沉默PRf-PPR基因可以影响辣椒雄蕊的育性。.通过本项目的研究，初步证明了辣椒PRf-PPR基因属于PPR基因家族，与辣椒雄性不育相关，并探索了PRf-PPR基因表达的分子机理，为从基因水平调控辣椒的育性，更好地利用雄性不育提供了理论依据。