朱 敏，尹明安，葉紅紅，任小林

（西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院，陜西 楊凌 712100）

蘋果ACO1基因及轉(zhuǎn)錄因子MdHB-1基因的表達(dá)模式

朱 敏，尹明安*，葉紅紅，任小林

（西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院，陜西 楊凌 712100）

研究蘋果MdACO1基因及轉(zhuǎn)錄因子MdHB-1基因在不同器官和不同發(fā)育階段的表達(dá)量及其對外源乙烯的反應(yīng)，以期探討兩基因之間的可能關(guān)系。以蘋果品種“皇家嘎拉”為試材，利用實(shí)時熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)分析不同器官和果實(shí)不同發(fā)育階段基因的表達(dá)，以及乙烯利處理果實(shí)對基因表達(dá)的影響。在不同組織器官中，MdHB-1在花瓣中表達(dá)量較高，而MdACO1在成熟果中表達(dá)量較高。在果實(shí)不同發(fā)育階段中MdHB-1在未成熟果中（盛花期40 d后）表達(dá)量最高，MdACO1在成熟果中尤其是花后100 d表達(dá)量最高。外源乙烯利（500 mg/L）處理的果實(shí)放置0～1 d時抑制MdHB-1的表達(dá)，但在7 d后其表達(dá)量增高；MdACO1表達(dá)量在外源乙烯利處理后迅速升高，并隨著放置時間的延長而大幅度增高。轉(zhuǎn)錄因子MdHB-1可能參與了蘋果幼嫩果實(shí)和花器官中其他相關(guān)基因表達(dá)的調(diào)控，這一過程似與MdACO1無關(guān)。MdACO1參與了果實(shí)的成熟過程，但并無受MdHB-1調(diào)控的跡象。外源乙烯會誘導(dǎo)成熟果實(shí)ACO1基因的過量表達(dá)，這一反饋調(diào)節(jié)過程似與MdHB-1無關(guān)。

蘋果；ACO基因；轉(zhuǎn)錄因子MdHB-1；表達(dá)模式；乙烯

作為世界四大水果之一的蘋果（Malus pumila Mill.）是呼吸躍變型果實(shí)，其成熟衰老過程受內(nèi)源乙烯的影響極大。如何從分子水平調(diào)控蘋果果實(shí)的乙烯合成，延緩果實(shí)成熟衰老，提高其耐貯性，是蘋果采后生理和采后分子生物學(xué)的一個重要研究方向。而“皇家嘎拉”作為一個品質(zhì)好又不耐貯運(yùn)的早熟品種，是人們常用的研究材料。

乙烯通常被稱為植物的成熟激素，在植物的種子休眠和萌發(fā)、器官的衰老和脫落、性別分化等方面起著重要的作用，同時它還參與植物逆境脅迫響應(yīng)和細(xì)胞程序性死亡等過程[1-3]。在乙烯的生物合成途徑中，ACC氧化酶（ACC oxidase，ACO）是關(guān)鍵的限速酶之一，具有重要的調(diào)控作用[4-5]。ACO基因的表達(dá)與植物器官的成熟、果品保鮮等有密切的關(guān)系。因此，研究ACO基因的表達(dá)模式，揭示其表達(dá)調(diào)控途徑，有助于調(diào)控果實(shí)的成熟，闡明乙烯合成的分子機(jī)理。在高等植物中，ACO基因的表達(dá)受諸如發(fā)育、環(huán)境和激素信號等因素的調(diào)控，并且有時間、組織器官表達(dá)特異性[6-7]。已有研究表明，ACO基因的時空表達(dá)是受轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控的結(jié)果。轉(zhuǎn)錄因子通過特異地與ACO基因啟動子的順式作用元件結(jié)合，調(diào)節(jié)基因的表達(dá)，間接地調(diào)節(jié)乙烯的合成，控制植物體內(nèi)乙烯的水平[8]。Lin Zhefeng等[9]成功克隆到番茄ACO1的轉(zhuǎn)錄因子LeHB-1的基因，發(fā)現(xiàn)它是HD-Zip亞家族Ⅰ的成員，能與LeACO1啟動子結(jié)合；病毒誘導(dǎo)沉默LeHB-1的表達(dá)有效抑制了LeACO1 mRNA的積累，而且基因的異位過表達(dá)導(dǎo)致花器特征的改變以及萼片向果實(shí)類似結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化。將擬南芥AtHB-1基因在煙草中過表達(dá)，發(fā)現(xiàn)其對葉片生長發(fā)育起到很重要的作用[10]。向日葵HaHB-4在轉(zhuǎn)錄水平上受水分狀況和ABA的調(diào)控，并且還是乙烯信號傳遞系統(tǒng)的新成員，過表達(dá)該基因的轉(zhuǎn)基因擬南芥植株衰老明顯延遲，對乙烯也不太敏感；該基因的表達(dá)可以明顯抑制合成乙烯相關(guān)基因如ACO的表達(dá)，同時還會抑制乙烯信號傳遞成員基因ERF2和ERF5的表達(dá)[11]。

在蘋果中，自第1個ACC氧化酶基因（MdACO1）被克隆到以來[12]，共發(fā)現(xiàn)了3 個ACO基因[13]，其中，MdACO1的表達(dá)只局限在果實(shí)組織中，尤其是在成熟的果實(shí)中大量表達(dá)，MdACO2則主要在幼嫩果實(shí)組織中表達(dá)，少量在幼嫩葉片中表達(dá)，而MdACO3則主要在幼嫩和成熟葉片中表達(dá)，在幼嫩和成熟果實(shí)組織中幾乎不表達(dá)[14]。于巧平等[15]從皇家嘎拉花器官同源克隆得到了一個全長基因MdHB-1，其編碼的蛋白含有高度保守的61 個氨基酸的HB結(jié)構(gòu)域，屬于HD-Zip轉(zhuǎn)錄因子家族成員，同源性分析得知MdHB-1與LeHB-1的同源性極高，但MdHB-1是否調(diào)控MdACO1的表達(dá)還不得而知。

目前，有關(guān)MdHB-1和MdACO1之間的關(guān)系還未見研究報道。本研究以“皇家嘎拉”蘋果為實(shí)驗(yàn)材料，通過研究MdACO1及轉(zhuǎn)錄因子MdHB-1在不同器官和不同發(fā)育階段的表達(dá)量，揭示其表達(dá)模式，同時研究這兩個基因?qū)τ谕庠匆蚁┑捻憫?yīng)特點(diǎn)，以期探討兩基因之間的可能關(guān)系，為進(jìn)一步揭示蘋果乙烯生物合成的調(diào)控機(jī)制以及蘋果果實(shí)成熟的分子機(jī)制提供有用信息。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院園藝場蘋果（Malus pumila Mill.）“皇家嘎拉”品種，于2012年4月下旬取幼葉、成熟葉和花器，包括初花期的花蕾和盛花期的花（將花分為雌蕊、花藥、萼片和花瓣），并在之后采取不同時期的果實(shí)（盛花期后10、40、70、100、110、115、120 d），樣品在現(xiàn)場經(jīng)液氮速凍后置于－70 ℃超低溫冰箱中保存以備提取RNA。

另外將采取的花后110 d果實(shí)在乙烯利（ethephon，ETH）質(zhì)量濃度為500 mg/L，體積分?jǐn)?shù)0.02%吐溫-20的水溶液中浸泡2 min。對照組：將同樣的樣品在含0.02%吐溫-20的水溶液中浸泡2 min。將處理過后的果實(shí)和對照組果實(shí)自然風(fēng)干分別放置0、0.5、1、2、4、7、10、15、21 d。溫度20～25 ℃左右，每組做3 次重復(fù)，每次重復(fù)6 個果實(shí)。將上述處理的果實(shí)經(jīng)液氮速凍后放于－70 ℃超低溫冰箱進(jìn)行保存，為提取RNA做準(zhǔn)備。

1.2 試劑與儀器

PrimeScript?RT reagent Kit反轉(zhuǎn)錄試劑盒、SYBR?Premix Ex TaqTMⅡ?qū)崟r熒光定量試劑盒 大連寶生物工程公司；IQ5多重實(shí)時熒光定量PCR儀 美國Bio-Rad公司；其他常規(guī)化學(xué)試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.3 方法

采用宋蓓等[16]的改良十六烷基三甲基溴化銨-氯化鋰（hexadecyltrimethyl ammonium bromide-lithium chloride，CTAB-LiCl）法提取“皇家嘎啦”蘋果各組織材料總RNA。用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測RNA完整性，核酸蛋白檢測儀測定A260nm/A280nm、A260nm/A230nm以確定RNA的純度和濃度。

MdHB-1的引物為：F1，5’-GGATTGATGGATC AGGAGAG-3’；R1，5’-GCACCTGGTCAGAA GTGAG-3’，MdACO1的引物為：F1，5’-GACTTGGACT GGGAAAG-3’；R1，5’-CTTCTCCAGTTCCACTGC-3’。蘋果內(nèi)參基因actin的引物為：F1，5’-CATCCAGGCTGTTCT TTCCCTCT-3’；R1，5’-GCCACGCTCAGTC AAAATTTTCA-3’。擴(kuò)增片段大小為140 bp。反應(yīng)體系為20 μL，包括10 μL Master預(yù)混液，上下游引物各0.8 μL，cDNA模板1 μL，ddH2O 7.4 μL。PCR反應(yīng)程序?yàn)椋?5 ℃預(yù)變性5 min后，95 ℃ 10 s→56 ℃ 30 s（熒光檢測），35 個循環(huán)，后延伸56 ℃ 30 s，設(shè)置熔解曲線，以檢測引物是否可用。每個基因做3 次重復(fù)。反應(yīng)所使用的儀器為IQ5多重實(shí)時熒光定量PCR儀。

數(shù)據(jù)分析根據(jù)Livak等[17]報道的2－ΔΔCt法進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 MdHB-1和MdACO1在不同組織器官中的表達(dá)模式

圖1 “皇家嘎拉”蘋果不同組織中MdHB-1相對表達(dá)量Fig.1 Relative expression levels of MdHB-1 in different tissues of “Royal Gala” apple

由圖1可知，MdHB-1在“皇家嘎拉”蘋果在葉、花、幼果（盛花期后10 d）等組織中均有表達(dá)，表達(dá)量從高到低依次為：花瓣、雌蕊、幼葉、萼片、幼果、花藥、成熟葉、花蕾、成熟果（盛花期后100 d）。其中，花瓣表達(dá)量最高，為雌蕊的1.5 倍；成熟果表達(dá)量僅為花瓣的1/16。這表明MdHB-1在幼果組織和花器官中表達(dá)量較高，在成熟果實(shí)中的表達(dá)量較少。

圖2 “皇家嘎拉”蘋果不同組織中MddACO1相對表達(dá)量Fig.2 Relative expression levels of MdACO1 in different tissues of“Royal Gala” apple

由圖2可知，MdACO1在花、果實(shí)等組織中都有表達(dá)，表達(dá)量從高到低依次為：成熟果（盛花期后100 d）、花瓣、花藥、花蕾、幼果（盛花期后10 d）、萼片、雌蕊、幼葉。成熟果的表達(dá)量最高。其中，成熟果表達(dá)量為花瓣的10.1 倍；花瓣表達(dá)量為幼果的2.2 倍。這表明MdACO1在成熟果實(shí)中表達(dá)量較高，在幼果及花器官組織中表達(dá)量很低，在葉片中幾乎不表達(dá)。

從圖1和圖2的比較中可以看出，MdHB-1和MdACO1在各器官中的表達(dá)模式并不一致。

2.2 MdHB-1和MdACO1在蘋果果實(shí)不同發(fā)育階段的表達(dá)模式

由圖3可知，MdHB-1在盛花期后10 d開始慢慢升高，40 d左右表達(dá)量達(dá)到最高峰，隨后開始下降，從盛花期后70 d到120 d左右表達(dá)量依次下降，直到果實(shí)完全成熟后表達(dá)量降到最低，盛花期后40 d為120 d表達(dá)量的79.8 倍。這表明MdHB-1在果實(shí)生長發(fā)育過程中表達(dá)量逐漸減少，在幼果（盛花期后10、40、70 d）中表達(dá)量較高，不同成熟階段果實(shí)（盛花期后100、110、115、120 d）中表達(dá)量較低。

圖3 “皇家嘎拉”蘋果果實(shí)不同發(fā)育階段中MdHB-1相對表達(dá)量Fig.3 Relative expression levels of MdHB-1 in different development stages of “Royal Gala” apple

圖4 “皇家嘎拉”蘋果果實(shí)不同發(fā)育階段中MdAO1相對表達(dá)量Fig.4 Relative expression levels of MdACO1 in different development stages of “Royal Gala” apple

由圖4可知，MdACO1在盛花期后100 d時表達(dá)量達(dá)到最高值，前40 d左右表達(dá)量非常低，70 d后開始上升，盛花期后100 d為40 d的690.6 倍，110 d左右表達(dá)量驟然下降，115 d果實(shí)完全成熟后表達(dá)量有小幅度下降，120 d表達(dá)量又開始上升，是盛花期后40 d的98.4 倍。這表明MdACO1在幼果發(fā)育過程中表達(dá)量很少或幾乎沒有，成熟果中尤其是花期100 d表達(dá)量很高。

從圖3和圖4的比較中可以看出，MdHB-1在果實(shí)發(fā)育前期10～70 d相對表達(dá)量很高，在果實(shí)成熟及后期階段100～120 d其相對表達(dá)量驟然下降，而MdACO1在果實(shí)發(fā)育前期10～70 d相對表達(dá)量很低，在果實(shí)成熟后期100～120 d其相對表達(dá)量很高。二者表達(dá)模式并不一致。2.3 MdHB-1和MdACO1對外源乙烯處理后的表達(dá)特點(diǎn)

圖5 乙烯利處理后MdHB-1基因的相對表達(dá)量Fig.5 Relative expression level of MdHB-1 gene after ethylene treatment

由圖5可知，在“皇家嘎拉”蘋果花后110 d的果實(shí)中，在0～1 d內(nèi)，經(jīng)過乙烯利處理的果實(shí)MdHB-1的相對表達(dá)量顯著低于對照組，說明外源乙烯在0～1 d內(nèi)抑制了MdHB-1的相對表達(dá)量。第2～4天內(nèi)處理組MdHB-1的相對表達(dá)量和對照組基本持平，在7～21 d內(nèi)，處理組果實(shí)MdHB-1的相對表達(dá)量高于對照組比并隨著時間的增長而增高，在處理21 d后其相對表達(dá)量達(dá)到最大值，是0 d的5.9 倍。

圖6 乙烯利處理后MdACO1基因的相對表達(dá)量Fig.6 Relative expression levels of MdACO1 gene after ethylene treatment

由圖6可知，經(jīng)過乙烯利處理的果實(shí)MdACO1表達(dá)量迅速升高，顯著高于對照組的果實(shí)，并且MdACO1表達(dá)量隨著乙烯利處理后放置時間的增長而大幅度增高。21 d后的果實(shí)經(jīng)過乙烯利處理和未經(jīng)過處理的對照其MdACO1表達(dá)量都是最高，并分別是0 d表達(dá)量的280.3 倍和122.2 倍。

從圖5和圖6的比較中可以看出，MdHB-1和MdACO1對外源乙烯的反應(yīng)表達(dá)模式并不一致。

3 討 論

轉(zhuǎn)錄因子（反式作用因子）是一種能同DNA啟動子順式作用元件特異性結(jié)合的蛋白質(zhì)分子，其主要功能是激活或者抑制特定基因的轉(zhuǎn)錄[18]。轉(zhuǎn)錄因子在基因的表達(dá)調(diào)控中起重要作用[19]。同源異型盒蛋白就是一類重要的轉(zhuǎn)錄因子。該類型轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控與生長發(fā)育有關(guān)的基因，具有一個高度保守的結(jié)構(gòu)域是其最顯著的特征。同源異型-亮氨酸拉鏈（homeodomain-leueine zipper，HD-Zip）蛋白是植物中所發(fā)現(xiàn)的一類轉(zhuǎn)錄因子，包含一個高度保守的同源異型結(jié)構(gòu)域（HD）[20]。HD-Zip轉(zhuǎn)錄因子的DNA同源結(jié)構(gòu)域與DNA特異結(jié)合，Leu zipper（Zip）元件介導(dǎo)蛋白二聚體的形成，二聚體的形成對它們行使功能具有重要意義。轉(zhuǎn)錄因子與DNA分子的結(jié)合及其二聚化作用很容易受到一些小化學(xué)分子的影響，從而它們可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子介導(dǎo)的基因表達(dá)調(diào)控[21-23]。Lin Zhefeng等[9]發(fā)現(xiàn)的LeHB-1是模式植物番茄中ACO1的轉(zhuǎn)錄因子，其為HD-Zip亞家族Ⅰ的成員。于巧平等[15]發(fā)現(xiàn)的蘋果轉(zhuǎn)錄因子MdHB-1也為HD-Zip家族成員，且在MdACO1啟動子部位有其相應(yīng)的可能結(jié)合的順式作用原件序列。

本研究發(fā)現(xiàn)，“皇家嘎拉”蘋果中轉(zhuǎn)錄因子MdHB-1在雌蕊、花藥、花瓣、萼片、未成熟果實(shí)中的表達(dá)量較高，在果實(shí)發(fā)育過程中其表達(dá)量呈現(xiàn)下降趨勢。Lin Zhefeng等[9]的研究發(fā)現(xiàn)，模式植物番茄的ACO1基因的轉(zhuǎn)錄因子LeHB-1在花芽、衰敗花、未成熟果實(shí)、綠熟果中表達(dá)量較高，但是其mRNA水平在成熟過程中呈現(xiàn)下降趨勢，并且在成熟果實(shí)中保持相對低的表達(dá)水平。LeHB-1在幼葉、成熟葉中也有表達(dá)，在花器官中表達(dá)量很高，尤其在萼片和雌蕊。本研究得到的結(jié)果與Lin Zhefeng等[9]的研究結(jié)果是基本一致的。

本研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，“皇家嘎拉”蘋果中，MdACO1在花、果實(shí)等組織中都有表達(dá)，表達(dá)量最高的是成熟果，其次是是花瓣，在幼葉和成熟葉中幾乎不表達(dá)；在不同發(fā)育階段的果實(shí)中，MdACO1在幼果中表達(dá)量很少或幾乎沒有，而在成熟果中尤其是盛花期后100 d果實(shí)中表達(dá)量很高。Binnie等[14]的相關(guān)研究表明：MdACO1基因主要是在蘋果的成熟果中表達(dá)，而在幼果中其表達(dá)量很少，在蘋果葉子中幾乎檢測不到其有表達(dá)。對比發(fā)現(xiàn)，蘋果MdACO1基因與番茄LeACO1、LeACO4，桃子PpACO1等基因的表達(dá)形式相似，再次證明了MdACO1是與果實(shí)成熟有關(guān)的基因。由于本實(shí)驗(yàn)中MdACO1在幼葉和成熟葉中的表達(dá)量均幾乎為零，所以同樣可以推測該基因?qū)μO果功能葉的作用非常小。

Lin Zhefeng等[9]的研究發(fā)現(xiàn)，在番茄果實(shí)轉(zhuǎn)色期第7天，通過病毒誘導(dǎo)的基因沉默（virus induced gene silencing，VIGS）方法使LeHB-1基因沉默，LeHB-1基因64%～90%被沉默，會引起LeACO1表達(dá)量80%～86%的降低。他們認(rèn)為轉(zhuǎn)錄因子LeHB-1不僅調(diào)控番茄ACO1的轉(zhuǎn)錄，也調(diào)控著番茄果實(shí)成熟。LeHB-1編碼一級HD-Zip蛋白質(zhì)，并且與LeACO1的啟動子結(jié)合，LeHB-1基因的沉默使得LeACO1 mRNA水平也降低，從而抑制LeACO1的表達(dá)來延緩果實(shí)成熟。LeHB-1在綠熟期果中表達(dá)量比較高，破色期開始降低[9]，然而LeACO1 mRNA水平在綠熟期果中開始增加，并且在果實(shí)成熟過程中其積累量在逐漸升高[24]。

轉(zhuǎn)錄因子MdHB-1基因與MdACO1基因在各器官和不同發(fā)育階段果實(shí)中的表達(dá)模式（或者說表達(dá)譜）并不一致的事實(shí)說明，MdHB-1作為轉(zhuǎn)錄因子可能參與了蘋果幼嫩果實(shí)和花器官中其他相關(guān)基因表達(dá)的調(diào)控，但此過程似與MdACO1無關(guān)。MdACO1參了果實(shí)的成熟過程，但并無受MdHB-1調(diào)控的跡象。本實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)果與Lin Zhefeng等[9]的研究結(jié)果有些出入，其原因可能由于番茄是茄科茄屬植物，其果實(shí)為漿果，而蘋果是薔薇科蘋果屬植物，果實(shí)為仁果類，二者在分類學(xué)和組織學(xué)上均存在著很大的差異。

許多情況下，基因表達(dá)和mRNA豐度的變化是由激素和信息傳遞來調(diào)控的。Yang Xiaotang等[25]認(rèn)為在蘋果果實(shí)中乙烯相關(guān)基因的表達(dá)變化與乙烯調(diào)控果實(shí)成熟變化是一致的，他們根據(jù)表達(dá)模式獲知，ACO基因與乙烯的生成緊密相關(guān)，ACO1是蘋果果實(shí)中乙烯生物合成的主要因素。在反義ACO1轉(zhuǎn)基因株系中，抑制ACO1可以使乙烯合成水平明顯降低[26]。本研究發(fā)現(xiàn)，乙烯利處理后0～1 d內(nèi)MdHB-1的表達(dá)水平顯著低于對照組，說明外源乙烯在這段時間內(nèi)抑制了其表達(dá)水平；7 d以后MdHB-1的表達(dá)水平才開始逐漸上升并隨著時間增長而相應(yīng)提高。而MdACO1在乙烯利處理之后表達(dá)量迅速增加，且日益增高。MdHB-1和MdACO1對外源乙烯的反應(yīng)并不一致。外源乙烯通過反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)促使MdACO1表達(dá)量增加，這一過程似與MdHB-1無關(guān)。

本實(shí)驗(yàn)依據(jù)MdHB-1和MdACO1在基因表達(dá)上的時空相關(guān)性對該二者之間的關(guān)系進(jìn)行了初步探討，由于研究方法的局限性和生命科學(xué)的復(fù)雜性，研究結(jié)果還有待于借助其他研究手段的進(jìn)一步證實(shí)或修正。因?yàn)镸dHB-1基本定性為轉(zhuǎn)錄因子，而在MdACO1啟動子部位有其相應(yīng)的可能結(jié)合的順式作用原件序列，加之模式作物番茄的研究結(jié)果，二者之間可能的調(diào)控關(guān)系只有經(jīng)過多方面的實(shí)驗(yàn)研究才能最終否定或肯定。研究二者結(jié)合作用的研究方法有電泳遷移率檢測（electrophoretic mobility shift assay，EMSA）、酵母單雜交、染色質(zhì)免疫沉淀技術(shù)等，研究二者是否有上下游調(diào)控關(guān)系的研究方法包括VIGS及反義RNA、RNAi、超表達(dá)等轉(zhuǎn)基因技術(shù)。

Zheng Qifa等[27]研究結(jié)果表明為了調(diào)控果實(shí)成熟和響應(yīng)乙烯處理有一個動態(tài)的蛋白網(wǎng)絡(luò)機(jī)制來識別蛋白的顯著變化。除此之外，通過乙烯的處理可以誘導(dǎo)出在一些未經(jīng)處理的成熟果實(shí)中未曾出現(xiàn)的一系列特定蛋白。他們發(fā)現(xiàn)這些特定蛋白的產(chǎn)生在蘋果果實(shí)成熟階段可以顯著影響抗氧化還原系統(tǒng)、乙烯的生物合成、防御機(jī)制、初級和次級代謝活動。所以今后進(jìn)一步的研究應(yīng)該包括有針對性地開發(fā)和應(yīng)用定量蛋白質(zhì)組學(xué)方法來研究負(fù)責(zé)果實(shí)成熟和衰老的目標(biāo)蛋白。如本實(shí)驗(yàn)中通過乙烯的處理可能誘導(dǎo)出現(xiàn)一些特定蛋白，這些特定蛋白的出現(xiàn)可能使MdACO1 mRNA表達(dá)量大幅度上升。

4 結(jié) 論

轉(zhuǎn)錄因子MdHB-1可能參與了蘋果幼嫩果實(shí)和花器官中其他相關(guān)基因表達(dá)的調(diào)控，這一過程似與MdACO1無關(guān)。MdACO1參了果實(shí)的成熟過程，但并無受MdHB-1調(diào)控的跡象。外源乙烯會誘導(dǎo)成熟果實(shí)ACO1基因的過量表達(dá)，這一反饋調(diào)節(jié)過程似與MdHB-1無關(guān)。該結(jié)論有待于其他研究手段的進(jìn)一步證實(shí)或修正。

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Expression Patterns of ACO1 Gene and Transcription Factor MdHB-1 in Apple

ZHU Min, YIN Ming-an*, YE Hong-hong, REN Xiao-lin
(College of Horticulture, Northwest A&F University, Yangling 712100, China)

In this study, we investigated the expression patterns of the MdACO1 gene and its transcription factor MdHB-1 in different organs at different developmental stages in apple, as well as their response to exogenous ethylene treatment, with the purpose to reveal the relationship between these genes. The expression levels of MdACO1 and MdHB-1 in apple cultivar “Royal Gala” were detected in different organs at different fruit development stages, also under exogenous ethylene treatment by real-time quantitative PCR. Results showed that in different organs, MdHB-1 showed relatively higher expression level in petal, while MdACO1 exhibited relatively high expression level in mature flesh. At the different stages of fruit development, MdHB-1 gene was expressed highest in young flesh (about 40 days after the full flowering stage), but MdACO1 gene exhihibited the highest expression level in mature fruits, specifically at 100 days after the full flowering stage). Under exogenous ethylene treatment, the expression of MdHB-1 was inhibited in the fruits stored for 0-1 d, but its expression level increased after 7 d storage, while the expression level of MdACO1 gene increased rapidly with the extension of time. These results suggested that MdHB-1 may be involved in the regulation network of gene expression in young apple fruits and floral organs, while MdACO1 was not involved in these processes. The MdACO1 gene played an important role in the maturation of apple fruits, which was not regulated by MdHB-1. In addition, exogenous ethylene could induce the high expression of MdACO1 in “Royal Gala”, while MdHB-1 did not participate in this feedback regulation process.

apple; ACO gene; transcription factor MdHB-1; expression patterns; ethylene

S661.1

A

1002-6630（2014）23-0166-05

10.7506/spkx1002-6630-201423033

2014-01-08

國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)（蘋果）產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)（nycytx08-05-02）

朱敏（1989—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)楣卟珊笊砑胺肿由飳W(xué)。E-mail：zhumin2008happy@163.com

*通信作者：尹明安（1956—），男，教授，博士，研究方向?yàn)楣卟珊笊砑胺肿由飳W(xué)。E-mail：yinma22@163.com