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梨是蔷薇科(Rosaceae)苹果亚科(Maloideae)梨属(Pyrus)植物,为落叶乔木。梨是世界上主栽水果之一,产量与栽培面积均居于世界水果的第三位,在我国栽培面积和产量仅次于苹果。但是梨的童期相对较长,一般在4-8年不等。据报道MADS基因在调控植物花芽分化方面具有重要作用。在本研究中,我们以‘砀山酥梨’为研究材料,从‘砀山酥梨’中分离出SOC1的同源基因并且克隆得到‘砀山酥梨’PbrSOC1-L3和PbrSOC1-L4基因。对‘砀山酥梨’中的这两种基因PbrSOC1-L3和PbrSOC1-L4的蛋白质序列信息特征,亚细胞定位和表达模式进行了研究。我们的研究结果表明,PbrSOC1-L3和PbrSOC1-L4有促进开花的功能。主要结果如下:1.对其进行了生物信息学分析,将梨、梅花、桃、草莓和苹果这五种蔷薇科的SOC1构建SOC1系统进化树。梨中确定了 148个候选SOC1基因,根据含MADS_box域和K_box域进一步分析蛋白质,结果显示,梨中鉴定出34个SOC1基因,梅花中鉴定出30个,桃中鉴定出27个,草莓和苹果中分别鉴定出31个和50个SOC1基因。系统进化树结果表明SOC1家族成员众多,蔷薇科的SOC1基因呈现同源进化方式,主要分为8个亚家族ABCDEFGH,每个亚家族成员比较均衡,说明该基因的功能多样化。在构建的SOC1系统进化树中,PbrSOC1-L3和PbrSOC1-L4与梨中的SOC1关系最近,其次是苹果。将梨中的PbrSOC1-L3和PbrSOC1-L4基因与开花有关的SOC1基因(包括拟南芥、柑橘和大岩桐)进行了聚类分析。结果表明PbrSOC1-L3和PbrSOC1-L4与已经报道过的与开花有关的SOC1基因聚集在一个亚枝中,表明PbrSOC1-L3和PbrSOC1-L4和这些基因的功能类似,与开花有关。为了分析PbrSOC1同源基因的组织表达模式,我们采用实时定量PCR对‘砀山酥梨’的各部分组织进行分析和比较,来检测在不同组织中的分布情况。这些组织包括根、茎、幼叶、花粉、花蕊、子房和果肉。结果表明,PbrSOC1同源基因在叶和茎中都有较高的表达,而在其他不同组织中的相对表达量是不同的。2.为了验证在不同光周期条件下PbrSOC1同源基因的响应,我们采用实时荧光定量PCR方法检测了长日照和短日照条件下PbrSOC1同源基因的表达量,结果PbrSOC1-L3(Pbr032787.2)和 PbrSOC1-L4(Pbr032788.1)基西的表达显示了较大的差异。据此,我们选择PbrSOC1-L3和PbrSOC1-L4基因进行下一步功能验证实验,以明确PbrSOC1-L3和PbrSOC1-L4是否与开花有关。我们从‘砀山酥梨’中成功克隆了Pbr032787.2 基因(PbrSOC1-L3)和 Pbr032788.1 基因(PbrSOC1-L4)的全长编码区序列(CDS)。目的基因PbrSOC1-L3和PbrSOC1-L4的CDS序列长度分别为717bp和705 bp。通过对PbrSOC1-L3:GFP和PbrSOC1-L4:GFP过表达植物的形态和结构特征进行观察,转基因拟南芥植株的叶片宽度比对照GFP植株要窄,叶面积变小并且植株矮化但是开花时间提早。表型遗传上,T1代各系的表型性状均为3:1左右,表型比例与母本相似。3.为了明确PbrSOC1-L3和PbrSOC1-L4基因蛋白的亚细胞定位,构建了过表达载体 35S:PbrSOC1-L3:GFP 和 35S:PbrSOC1-L4:GFP 转化烟草,GFP 荧光显示在细胞核中有定位。为了探索PbrSOC1:GFP促进开花的分子机制,我们对转基因拟南芥的开花相关基因包括AtAGL24,AtSOC1,AtAP1,AtCO,AtTF的表达进行了定量检测。结果表明,转入PbrSOC1基因后,这些与开花有关的基因AtAP1,AtCO,AtTF,AtAGL24都在一定程度上有所上调,进而导致开花提前。