茄子单性结实相关基因SmIAA19、SmAGPP 和 SmMsrA的功能研究

Parthenocarpy can overcome the problem of flower and fruit drop due to low temperature, increase fruit setting, raise yield significantly, and can also improve fruit quality and reduce the cultivation cost in eggplant.To identify fuction of the parthenocarpy related genes and study their regulated patterns are of great significance in clarifying the parthenocarpic molecular mechanism and guiding parthenocarpic breeding.. In this study in order to identify the fuction of parthnocarpy related genes, SmIAA19、SmAGPP and SmMsrA, green fluorescent protein (GFP) technology was used to detecting their expression proteins subcellular location. Their overexpression and RNAi expression vectors were constructed and transferred into eggplant by agrobacteria mediated genetic transformation method. During the transformed plants growing and developing, we investigated their biological characteristics, parthenocarpic ability and expression of transgenic gene, and analysed the function and possible mechanism of SmIAA19、SmAGPP and SmMsrA gene. These researches established the theoretical foundation for clarifying the parthenocarpic molecular mechanism of eggplant and horticultural crops.

茄子单性结实性能克服低温引起的落花落果障碍，坐果能力增强，产量显著提高，同时还可改进果实品质，降低栽培成本。茄子单性结实相关基因的功能鉴定和调控研究对阐明单性结实机制，指导单性结实品种的育种工作具有十分重要的意义。. 本试验以茄子单性结实相关基因SmIAA19、SmAGPP和SmMsrA为研究对象，利用GFP标记方法，对其进行亚细胞定位，以期确定该基因表达蛋白质在细胞中的分布；构建克隆基因的VIGS表达载体、RNAi和过表达表达载体，通过农杆菌介导的遗传转化方法获得茄子沉默植株和转基因植株；分析转化植株在其生长发育过程中的生物学特性、单性结实性及转基因的表达，明确茄子单性结实相关基因SmIAA19、SmAGPP和SmMsrA的功能及可能的作用机制，为阐明茄子及园艺植物单性结实形成的分子机制奠定理论基础。

茄子单性结实性能克服低温引起的落花落果障碍、改进果实品质、降低栽培成本。茄子单性结实相关基因的功能鉴定和调控研究对阐明单性结实机制，指导单性结实品种的育种工作具有实际意义。. 以茄子单性结实品系D-10和非单性结实品系03-2为研究材料，以经过改造的TRV载体PYL156为工具，采用注射压迫法侵染茄子叶片，探究环境温度、植株大小、目的基因插入片段大小对茄子TRV-VIGS沉默体系的影响。结果表明：昼夜温度分别为25 ± 3 ℃和20 ± 2 ℃，沉默片段大小为200 bp左右，侵染茄子幼苗子叶期植株沉默效果显著。用SmIAA19基因为靶基因对其进行验证，显著抑制了SmIAA19基因在转录水平的表达，证明构建的VIGS沉默体系可用于茄子相关基因的功能验证。. 利用病毒诱导的基因沉默(VIGS)技术和过表达转基因技术研究茄子生长素诱导基因SmIAA19、生长素增长启动子蛋白基因SmAGPP和甲硫氨酸亚砜还原酶A基因SmMsrA的功能及可能的作用机制。沉默SmIAA19基因植株叶片中SmIAA19基因的表达量和生长素含量均显著降低，SmIAA19基因是1个与生长素代谢途径相关的基因；沉默SmAGPP 基因植株叶片中基因的表达量明显降低，坐果率显著小于对照，SmAGPP 基因是调控茄子坐果和果实发育的相关基因。SmMsrA基因沉默后果实变小，叶片和果实中的SmMsrA基因的表达量明显降低，过表达基因SmMsrA的茄子果实表现单性结实，表明该基因在果实发育和单性结实形成过程中发挥着重要的调节作用。. 通过基因枪轰击洋葱表皮细胞和PEG转化玉米原生质体的瞬时表达研究目的基因的亚细胞定位，结果表明，SmMsrA基因的融合蛋白定位于细胞膜和细胞核，SmIAA19基因的融合蛋白定位于细胞核，SmAGPP基因的融合蛋白定位于细胞质中。该研究结果为阐释茄子单性结实的分子机制奠定了基础。