解开葡萄无核的遗传秘密
鲜食葡萄的无核是一个关键的育种目标,主要是由于与汤普森无核葡萄品种相关的窄子果性。遗传学研究的进展已确定VviAGL11基因(MADS-box转录因子家族之一)在此过程中至关重要。
该基因与种子发育相关,具有与无籽密切相关的特定突变(Arg197Leu)。尽管在了解窄子果的遗传方面取得了重大进展,但VviAGL11诱导葡萄无核的功能机制仍不清楚,这是正在进行的研究的主要焦点。
2022年6月,园艺研究发表了一篇题为“VviAGL11在种子发育过程中自我调节并针对激素和次生代谢相关基因”的研究文章。
在这项研究中,首先从九个葡萄品种中分离并测序了VviAGL11的完整基因序列。研究人员确定了三种主要的CDS:有籽(野生型,WT)、无籽(突变,MUT)和杂种(HYB)以及两种主要类型的启动子(i)有籽(野生型启动子,WTpro)和无籽(突变启动子,MUTpro))。
值得注意的是,发现WT启动子与WTCDS以及MUT启动子与MUT或HYBCDS之间存在完全关联。表达水平评估显示,带有HYB等位基因的品种PizzutelloBianco的VviAGL11总表达量最高。相比之下,ThompsonSeedless显示出最低的总表达量。
VviAGL11显示以特定的启动子-CDS方式调节其自身的转录。GUS荧光测定表明WT和MUTCDS都可以激活WT启动子,而所有CDS都激活MUT启动子,其中HYBCDS表现出最强的诱导作用。
对胚珠和种子的转录组分析鉴定出有籽(SD)和无籽(SL)品种在不同发育阶段的差异表达基因(DEG),在种子发育阶段S3鉴定出2,490个上调基因和851个下调基因。
上调基因已被证明主要参与蛋白质代谢和修饰、核酸代谢和运输。相反,下调基因并不具体代表任何功能类别,主要参与“信号通路”和“应激反应”。
最后,为了鉴定VviAGL11靶基因,进行了多VviAGL11共表达分析,从而确定了茉莉酸甲酯酶、吲哚-3-乙酸β-葡萄糖基转移酶和异黄酮还原酶作为首要候选靶标。体内实验进一步证实了VviAGL11在调节这些基因中的作用,证明了它对葡萄树种子发育和无核性状的显着影响。
总之,这项对葡萄藤中VviAGL11的研究揭示了影响基因表达和无籽的三种不同的启动子-CDS组合。通过检查VviAGL11等位基因,研究人员证明VviAGL11在特定组合中自我激活,并确定了参与激素信号传导和次级代谢的关键靶基因。
这些发现表明野生型VviAGL11CDS激活种子发育中的关键基因。该研究强调了一种将VviAGL11单倍型与无核联系起来的新型调控机制,表明其在葡萄无核育种和果实大小优化方面的潜在应用。
声明:本站所有文章资源内容,如无特殊说明或标注,均为采集网络资源。如若本站内容侵犯了原著者的合法权益,可联系本站删除。