黄瓜CFL基因的组织表达分析

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摘要：利用RT-PCR方法对黄瓜（Cucumis sativus L.）cfl基因在各器官组织中的表达谱进行了分析。结果表明，CFL基因在黄瓜根、下胚轴、子叶、节间等营养组织以及花原基、花蕾、雌雄花和子房等繁殖组织中均有表达，且在幼嫩组织中表达量较高，其表达量会随着器官发育而不断下调，但花器官中的表达量要明显高于营养器官和组织中的表达量。

关键词：黄瓜（Cucumis sativus L.）；CFL基因； RT-PCR； 组织表达

中图分类号：S642.2 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）14-3434-02

黄瓜（Cucumis sativus L.）是重要的保护地栽培蔬菜，因其产量高和效益好而栽培规模发展迅猛。CFL基因是从黄瓜中克隆到的拟南芥FLY基因（GenBank登录号为AF059320、AF059291）的同源基因。有学者通过Northern和原位杂交方法初步研究表明CFL基因在花芽和幼叶中以及在花原基形成、花器官分化等过程中均有表达[1，2]，但借助于RT-PCR方法研究CFL基因在各器官组织中的表达情况尚无相关报道。本研究利用RT-PCR技术研究了CFL基因在黄瓜各器官组织发育中的组织表达情况，以期了解CFL基因在黄瓜器官形成和花芽分化过程中的作用，为进一步利用CFL基因进行黄瓜增产研究提供一定的理论与实践依据。

1 材料和方法

1.1 材料与试剂

“津优3号”黄瓜种子购自天津市黄瓜研究所；总RNA提取试剂盒购自美国Sigma公司；逆转录试剂购自美国Promega公司；dNTPs、Taq DNA聚合酶购自武汉普博欣生物有限公司；Oligo d（T）购自宝生物工程（大连）有限公司。

1.2 方法

1.2.1 黄瓜总RNA的提取 以新疆主栽黄瓜品种“津优3号”为试材，将500粒左右种子50 ℃浸种30 min，然后温水浸泡放置于28 ℃培养箱中24 h，捞出后用湿纱布包好放于培养皿中，置于28 ℃培养箱中待种子露白后种植于灭菌的营养土中用于取样提取总RNA。每次取样5～20株材料不等，以保证材料重量在1 g以上，从黄瓜子叶展开之日起每隔2天采集材料一次，其中根、下胚轴、子叶取0～12 d材料；真叶、茎取0～30 d材料（不分节位）；子房取0～9 d材料；花在蕾期和开花期各取一次，并分别进行逆转录。

2.1 各器官组织不同发育阶段CFL基因的表达量分析

从图1中可以看出，在不同器官组织中以及同一器官组织的不同发育阶段，CFL基因的表达量有明显的变化。在根、子叶以及下胚轴中的表达量都较低（图1A、图1B、图1C）。CFL基因在幼嫩叶片中表达量较高，但表达量随着叶片的生长而下调，12 d后几乎检测不到（图1D）。对黄瓜节间组织中CFL基因表达量结果分析表明，CFL基因在第6～9天的表达量最高（图1E）。

2.2 黄瓜花不同发育阶段CFL基因的表达量分析

从图2中可以看出，CFL基因在花原基起始期的表达量最高，并随着花器官的不断发育而持续下调，至黄瓜开花期，其表达量下降为花原基起始期的1/8左右。0～6 d的子房中检测到的CFL基因表达量均较低，表明该基因在花芽形成中起到至关重要的作用（图2A）。另外，黄瓜CFL基因在雌花和雄花中的表达量无明显的差异性，说明CFL基因的表达与花器官的性别无关（图2B）。

3 小结与讨论

黄瓜花芽分化是一个高度复杂的生理生化和形态发生过程。本研究利用RT-PCR方法对黄瓜各营养器官和繁殖器官发育过程中的CFL基因表达情况进行了分析。结果表明，CFL基因在黄瓜根、下胚轴、子叶、节间等营养组织以及花原基、花蕾、雌雄花和子房等繁殖组织中均有表达，但表达量不相同。CFL基因无论在营养器官和组织还是繁殖器官，均在幼嫩组织中表达量较高，并随着器官发育而不断下调，但繁殖器官中的表达量要明显高于营养器官和组织中的表达量。CFL基因的表达只与黄瓜花器官形成有关，不参与花器官性别分化，花性别的决定可能主要是外部环境信号刺激和体内激素共同作用的结果[3-5]，或由其他基因如Mod-F基因等控制[6]。

CFL基因在黄瓜幼嫩组织及营养生长向生殖生长的过渡阶段表达量最高，可以推测其在花原基形成过程中起主要作用，可在一定程度上作为黄瓜发育阶段的衡量参数之一，至于CFL基因是否与其他基因共同参与黄瓜花器官调控，是否直接或间接地调控黄瓜体内激素水平和对外部环境的响应还需要进一步研究。

参考文献：

[1] 王利琳，庞基良，梁海曼，等.黄瓜离体子叶节花芽和营养芽分化中CFL基因的表达[J]. 植物生理与分子生物学学报，2004，30（6）：644-650.

[2] 刘复权，朱广廉，罗 达，等.黄瓜中LFY同源基因CFL的克隆和分析[J].植物学报，1999，41（8）：813-819.

[3] 许 明，王世刚，王宝梅，等.黄瓜雌性系不同处理方式诱雄试验[J].北方园艺，2001（4）：50.

[4] 李兴国，李全梓，张宪省.黄瓜性别决定的细胞学研究[J].山东农业大学学报（自然科学版），2001，32（4）：411-417.

[5] 任吉君，王 艳.黄瓜性别决定解剖学研究[J].北方园艺，1994（1）：46-47.

[6] 陈惠明，卢向阳，许 亮，等.黄瓜性别决定相关基因和性别表达机制[J].植物生理学通讯，2005，41（1）：7-13.