园艺学报 ›› 2023, Vol. 50 ›› Issue (11): 2323-2336.doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2022-0919
孙玉帅1, 王菲1, 管雪强2, 郗慧茹1, 姚玉新1,*()
收稿日期:
2023-04-21
修回日期:
2023-08-13
出版日期:
2023-11-25
发布日期:
2023-11-28
通讯作者:
基金资助:
SUN Yushuai1, WANG Fei1, GUAN Xueqiang2, CHI Huiru1, YAO Yuxin1,*()
Received:
2023-04-21
Revised:
2023-08-13
Published:
2023-11-25
Online:
2023-11-28
Contact:
摘要:
以‘巨峰’葡萄(Vitis vinifera × V. labrusca‘Kyoho’)为试材,研究了不同发育阶段果实花青素和ABA积累和乙烯释放的变化模式,及其与其合成或调控关键基因表达量的变化。基因表达、启动子响应和相对丰度分析表明,外源ABA处理上调了VlMybA1和VlMybA2表达,其中VlMybA1显著表达,促进果皮着色;外源ACC处理显著上调了VlMybA2表达,促进果皮着色。ABA和乙烯存在互作,100 μmol · L-1 的外源ABA处理能够大幅度诱导内源乙烯的释放,500 μmol · L-1 的外源ACC处理能够显著提高内源ABA含量;外源ABA处理能通过提高果皮内源乙烯释放水平增加VlMybA2的相对丰度。总之,ABA能直接调控VlMybA1表达,通过乙烯间接调控VlMybA2表达,促进葡萄果皮着色。
孙玉帅, 王菲, 管雪强, 郗慧茹, 姚玉新. ABA和乙烯互作调控葡萄VlMybA1和VlMybA2表达并促进果皮着色[J]. 园艺学报, 2023, 50(11): 2323-2336.
SUN Yushuai, WANG Fei, GUAN Xueqiang, CHI Huiru, YAO Yuxin. ABA and Ethylene Enhance the Expression VlMybA1 and VlMybA2 and Promote Pigmentation in the Berry Skin via Their Interaction[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2023, 50(11): 2323-2336.
目的基因 Target gene | 登录号 Accession number | 上游引物(5′-3′) Forward primer sequence | 下游引物(5′-3′) Reverse primer sequence |
---|---|---|---|
VlMybA1,VlMybA2,VlMybA3(qRT-PCR) | AB427165,AB073013, AB073012 | GAGGGTGATTTTCCATTTGAT | CAAGAACAACTTTTGAACTTAAACAT |
VlMybA2(qRT-PCR) | AB073013 | GTTCCAAAGTTGTTTAATCTTAG | ATCCACTGCTCACATCCAT |
VlUFGT(qRT-PCR) | AF000372* | GGGATGGTAATGGCTGTGG | ACATGGGTGGAGAGTGAGTT |
VlNCED1(qRT-PCR) | XM_002277318* | ATACATAGCTGCTTGGTGTCAGA | CTGTAGAGAGTTTGGAGATTCCG |
VlNCED4(qRT-PCR) | XM_002270125* | GGCTTCCATGGATTGTTTGT | CCTAATTCGAGCTTGCTTTCC |
VlACS(qRT-PCR) | XM_002278453* | CTCAGGTAATTGTCGGATGTG | GATCAAAACGAGAATCCGGT |
VlACO(qRT-PCR) | XM_002273394* | CTGTTGTCGTTCTAGTGTTGGTA | CATCAAACCATACCTTAGGAGCT |
VlUbiquitin1(qRT-PCR) | BN000705* | GTGGTATTATTGAGCCATCCTT | AACCTCCAATCCAGTTATCTAC |
VlMybA1(promoter) | AB427165 | TGCCATCTCCATGCAGC | GAGTCAACTCAACACAAGAGACC |
VlMybA2(promoter) | AB073013 | GCGATAAATTCACAAATAGAGGA | GAGTCAACTCAACACAAGAGACC |
表1 本研究中使用的引物序列
Table 1 Primer sequence used in this study
目的基因 Target gene | 登录号 Accession number | 上游引物(5′-3′) Forward primer sequence | 下游引物(5′-3′) Reverse primer sequence |
---|---|---|---|
VlMybA1,VlMybA2,VlMybA3(qRT-PCR) | AB427165,AB073013, AB073012 | GAGGGTGATTTTCCATTTGAT | CAAGAACAACTTTTGAACTTAAACAT |
VlMybA2(qRT-PCR) | AB073013 | GTTCCAAAGTTGTTTAATCTTAG | ATCCACTGCTCACATCCAT |
VlUFGT(qRT-PCR) | AF000372* | GGGATGGTAATGGCTGTGG | ACATGGGTGGAGAGTGAGTT |
VlNCED1(qRT-PCR) | XM_002277318* | ATACATAGCTGCTTGGTGTCAGA | CTGTAGAGAGTTTGGAGATTCCG |
VlNCED4(qRT-PCR) | XM_002270125* | GGCTTCCATGGATTGTTTGT | CCTAATTCGAGCTTGCTTTCC |
VlACS(qRT-PCR) | XM_002278453* | CTCAGGTAATTGTCGGATGTG | GATCAAAACGAGAATCCGGT |
VlACO(qRT-PCR) | XM_002273394* | CTGTTGTCGTTCTAGTGTTGGTA | CATCAAACCATACCTTAGGAGCT |
VlUbiquitin1(qRT-PCR) | BN000705* | GTGGTATTATTGAGCCATCCTT | AACCTCCAATCCAGTTATCTAC |
VlMybA1(promoter) | AB427165 | TGCCATCTCCATGCAGC | GAGTCAACTCAACACAAGAGACC |
VlMybA2(promoter) | AB073013 | GCGATAAATTCACAAATAGAGGA | GAGTCAACTCAACACAAGAGACC |
图1 VlMybA1、VlMybA2和VlMybA3的cDNA部分序列比对 红色字母为PCR扩增区域,下划线表示引物位置,星号表示相同的序列,tga为终止密码子,蓝色字母代表3个VlMybA之间不同的碱基,用于区分VlMybA1、VlMybA2和VlMybA3。
Fig. 1 Alignment of VlMybA1,VlMybA2和VlMybA3 fragments The region used for PCR amplification is indicated with red letters,the primers are highlighted with underlined letters,asterisk means the same letter for the three genes,tga is the stop codonh,the blue letters represent the bases that were different between the three VlMybAs and were utilized to differentiate VlMybA1,VlMybA2和VlMybA3.
图2 不同发育阶段葡萄果实成熟参数(A,B),ABA和乙烯(C)及其合成关键基因表达(D,E)的变化
Fig. 2 Changes in grape berry ripening-related parameters(A,B),ABA and ethylene(C),and the expression of the genes(D,E) involved in biosynthesis of ABA and ethylene
图3 葡萄果粒ABA和ACC处理不同时间对其花青素含量及其合成相关基因表达的影响 各处理分别与对照进行差异显著性分析,* 表示在0.05水平上显著差异,** 表示在0.01水平上显著差异,下同。
Fig 3 Effects of ABA and ACC treatment time on anthocyanin and anthocyanin-related gene expression The significant differences was analyzed between each treatment and control group was analyzed,* indicates a significant at the 0.05 level,**indicates a significant difference at the 0.01 level. The same below.
图4 VlMybA1和VlMybA2基因启动子的生物信息(A),ABA或ACC处理转基因愈伤的GUS染色和GUS活性测定(B,C)
Fig. 4 Promoter analysis of VlMybA1 and VlMybA2 genes(A),GUS staining and GUS activity measurement of VlMybA1/2 promoter:: GUS overexpressed by ABA or ACC treatment(B,C)
图5 ABA或不同ACC浓度处理对ABA和乙烯释放速率及其相应基因表达量的影响
Fig. 5 Effects of treatment with ABA or different ACC concentrations on ABA and ethylene release rates and corresponding gene expression
图6 ABA或ACC处理不同时长对VlMybA2相对丰度的影响 图C,D显著性分析为同一基因不同处理间比较,不同小写字母代表差异显著(P < 0.05)。
Fig. 6 Effects of ABA or ACC treatment time on the relative abundance of VlMybA2 Figure C,D significance analysis shows the comparison of the same gene among different treatments. Different lowercase letters indicate significant differences at 0.05 level.
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