黄瓜线粒体基因CsWHY2基因与启动子克隆及过表达分析

作者：何小露; 程春燕; 夏磊; 袁高雅; 孟雅; 陈劲枫

来源：分子植物育种, 2022, 1-8.

• 黄瓜
• 线粒体父系遗传
• WHY2
• mtDNA
• DAPI染色

本研究旨在研究黄瓜WHIRLY2 (WHY2)对成熟花粉粒中mtDNA数量的调控作用，为揭示黄瓜线粒体父系遗传分子机制提供理论基础。以黄瓜高代自交系‘CCMC’材料，克隆CsWHY2基因及其启动子序列，并对启动子序列进行生物信息学分析；依据花蕾大小收集花粉发育不同时期花药组织，通过实时荧光定量PCR分析花药组织中CsWHY2相对表达量；构建p-ProWHY2-CsWHY2表达载体，通过农杆菌介导法获得p-ProWHY2-CsWHY2转基因拟南芥，并进行表型观察；DAPI染色观察过表达植株成熟花粉粒中mtDNA数量的变化。结果表明：CsWHY2基因及启动子全长分别为726 bp、2 598 bp，启动子序列分析表明，其包含核心原件、植物激素响应及光响应等多个元件；RT-qPCR结果显示花药中CsWHY2相对表达量在变圆期急剧增加，成熟期显著下降，开花当天相对表达量最低，整体呈波峰型曲线变化；表型观察发现过表达植株更为矮小且叶片早衰；DAPI染色发现，过表达植株与野生型相比其营养细胞周围存在明显点状信号，这说明过表达植株花粉mtDNA数量显著多于野生型。综上表明CsWHY2影响花粉中的mtDNA数量，与黄瓜线粒体父系遗传密切相关。

• 单位
  作物遗传与种质创新国家重点实验室; 南京农业大学