马铃薯中重力响应调节基因鉴定及功能分析

　　

摘要：

目的 解析马铃薯（Solanum tuberosum L.）重力响应的分子机理，为马铃薯的遗传改良和育种提供潜在基因资源。 方法 通过石蜡切片对马铃薯的匍匐茎和地上茎进行组织学结构观察；通过同源比对鉴定马铃薯中的重力响应调控基因，使用RT-qPCR验证其表达水平，利用转录组测序分析其表达模式；以四倍体马铃薯材料Desiree为背景，构建了重力响应关键基因StLAZY1-1的过表达转基因株系，并对其表型进行了观察统计。 结果 匍匐茎与地上茎的组织结构存在明显的形态学差异，特别是维管组织的排列和淀粉粒沉积两个方面差别显著。重力响应相关基因PRAF/RLD FAMILY MEMBER（RLD）、SCARECROW（SCR）、SHOOT-ROOT（SHR）、BRX-LIKE4（BRXL4）、PIN-FORMED3（PIN3）在不同物种中具有保守的结构域和分布特征，LAZY家族的结构域分布则具有多样性。重力响应相关基因的表达具有组织特异性，并且表达水平受到光信号调控。通过遗传转化验证马铃薯StLAZY1-1基因的功能，发现与野生型相比StLAZY1-1过表达株系在株高、匍匐茎数量上都具有显著变化。 结论 马铃薯中关键重力响应调节基因StLAZY1-1影响马铃薯的株高和匍匐茎数量。