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乙烯作为一种重要的植物激素,在植物整个生命周期中起着至关重要的作用,不仅参与了植物种子萌发、性别分化、花的衰老、器官脱落和果实成熟等一系列生长发育过程的调节,而且还与逆境胁迫(如机械伤害、冷害、渍水、病原菌入侵)的应答有关。此外,它还参与植物细胞的程序性死亡和DNA降解。玉簪作为花叶两用型观赏植物,已被广泛用于园林造景、城市绿化和家庭装饰中。和很多鲜花一样,玉簪花花期较短,严重制约了其观赏价值。我们前期的实验结果表明,玉簪花朵的衰老与乙烯合成的关键酶1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶(HpACO)基因的表达有关,推测乙烯可能参与玉簪花的衰老过程。本研究以盛开的玉簪花为材料,克隆了催化乙烯合成反应的3个酶的基因全长,并分析了这3个基因的时空表达情况。主要研究结果如下：1.根据不同物种中同源序列的保守性设计简并引物,通过RT-PCR从玉簪花中克隆了S-腺苷蛋氨酸合成酶(HpSAMS)和1-氨基环丙烷-1-羧酸合酶(HpACS)基因的cDNA片段。根据这两个片段的序列及前期克隆的玉簪HpACO基因的cDNA片段序列设计特异引物,利用RACE技术获得3’和5’端序列,最终根据拼接的序列设计特异引物,用RT-PCR法克隆得到这3个基因的全长序列。(1) HpSAMS基因cDNA全长为1704bp,包含一个长为1191bp的ORF,编码396个氨基酸,5’和3’端分别有119bp和394bp的非编码区(UTR)；DNA序列与cDNA一致,无内含子插入；经预测,蛋白的等电点和分子量分别为5.48、43.2kD。(2) HpACS基因cDNA全长为1562bp,包含85bp的5’UTR、130bp的3’UTR和1347bp的ORF,ORF区编码448个氨基酸；DNA全长为1915bp,含有3个外显子和2个内含子；预测的蛋白等电点和分子量分别为5.81、49.9kD。(3) HpACO基因cDNA全长为1152bp,ORF长为957bp,编码318个氨基酸,5’UTR和3’UTR分别为86bp和109bp；DNA全长为1611bp,包含4个外显子和3个内含子；经预测,蛋白的等电点和分子量分别为5.14、36.1kD。2.分析3个基因在玉簪4个时期花中的表达情况发现：HpSAMS在前3个花期时表达量无明显变化,但在衰花期呈极显著下降；HpACS在盛花期表达急剧增加,随后于衰花期又有所下降；HpACO在前3个花期表达逐渐增强,在盛花期时达到最高值,随后在衰花期有所下降。根、茎、叶组织表达分析表明：HpSAMS基因在叶中有较强的表达,根中次之,茎中微弱表达；HpACS基因仅在茎中有表达,且表达量不高；而HpACO基因在叶中表达水平较高,根和茎中均无表达。3.对玉簪叶片进行机械损伤处理后分析这3个基因的表达情况发现,处理后HpSAMS受诱导表达增强,2h后急剧上升,6h时有所下降,随后一直呈上升趋势,至24h时约为处理前的3倍左右；而HpACO的表达总体呈下降趋势,在处理后6h以内下降不明显,6h后下降幅度增大,至24h时降为初始水平的1/3左右,与0h时相比差异达到极显著；在处理后的24h内均未检测到HpACS的表达,表明机械损伤处理并未诱导HpACS的表达。