梅花PmSOC1-like基因的克隆与表达分析

李玉舒,杨炜茹,程堂仁,王 佳,张启翔

(1.花卉种质创新与分子育种北京市重点实验室,国家花卉工程技术研究中心,城乡生态环境北京实验室,北京林业大学 园林学院,北京 100083;2.北京农业职业学院,北京 102442)



梅花PmSOC1-like基因的克隆与表达分析

李玉舒1,2,杨炜茹1,程堂仁1,王 佳1,张启翔1

(1.花卉种质创新与分子育种北京市重点实验室,国家花卉工程技术研究中心,城乡生态环境北京实验室,北京林业大学 园林学院,北京 100083;2.北京农业职业学院,北京 102442)

SOC1/TM3 (Suppressor of overexpression of constans 1/Tomato MADS-box gene 3)是 MADS-box家族一员,它能够整合多条开花途径的开花信号,调节植物由营养生长向生殖生长的转变。为了解梅花成花转变过程的分子机理,采用RT-PCR的方法从梅花长蕊绿萼中克隆到3个SOC1的同源基因,分别命名为PmSOC1-1、PmSOC1-2和PmSOC1-3,并采用荧光定量PCR对3个基因的表达模式进行了分析。序列分析表明,3个基因的编码区长度分别为645 bp(PmSOC1-1)、654 bp(PmSOC1-2)和660 bp(PmSOC1-3);编码的氨基酸长度分别为214，217，219 aa。系统进化结果显示,PmSOC1-1、PmSOC1-2和PmSOC1-3分别与拟南芥SOC1/TM3亚家族中的SOC1、AGL42/71/72和AGL14/19聚为一组。实时荧光定量分析结果表明,3个PmSOC1-like基因均在茎、叶等营养器官中表达量较高,在花、果实和种子等生殖器官中表达量较低;在梅花花芽分化过程中,3个PmSOC1-like基因的表达量整体呈下降趋势,推测PmSOC1-like基因可能在诱导梅花由营养生长向生殖生长转变过程中起重要作用。

梅花;PmSOC1-like;基因克隆;表达分析

开花是高等植物由营养生长向生殖生长转变的重要标志,由内在因子和外在因素共同控制。这一过程受一系列极其复杂的网络信号传导途径的调控。到目前为止,发现了4条植物开花调控途径,即光周期途径、春化途径、自主途径和赤霉素途径[1-3]。此外,周边的环境温度和植物自身的年龄也对开花时间产生一定的影响。在对拟南芥等模式植物的研究中发现,当植物感受到成花信号后,开花时间调控途径即被启动,各个途径的主效基因开始介导开花信号的传导并作用于下游的花序分生组织特异基因和花器官基因,最终完成营养生长向生殖生长的转变过程。研究表明,MADS-box基因家族在控制开花时间方面起着非常重要的作用[4-7]。其中SOC1(Suppressor of overexpression of constans 1)基因属于MADS-box基因家族中的SOC1/Tomato MADS-box gene 3(TM3)亚家族,它是作用于开花时间调控路径的关键整合子,能够整合来自光周期途径、春化途径、自主途径和赤霉素途径的多种开花信号[8-9],促进植物的营养分生组织向花分生组织转变,进而促进开花。

目前已从矮牵牛(Petuniahybrida)[10]、石斛兰(Dendrobium)[11]、美洲山杨(Populustremuloides)[12]、葡萄(Vitisvinifera)[13]和紫斑牡丹(Paeoniarockii)[14]等多个物种中克隆到SOC1的同源基因,该基因的功能也得以进一步研究,然而,在木本植物中关于SOC1同源基因功能的研究却鲜有报道。

梅花(PrunusmumeSieb.et Zucc.)是蔷薇科(Rosaceae)李属(Prunus)重要的观赏花木与果树,为我国十大传统名花之一。培育高产、抗寒、芳香的梅花新品种一直是梅花的主要育种目标,然而童期是梅花杂交育种的必经阶段,多年童期一直是缩短梅花有性杂交育种周期最大的制约要素。鉴于SOC1基因在植物成花诱导中的重要作用,本研究克隆了梅花SOC1的同源基因,研究了该基因在梅花中的时空表达模式,为以后开展梅花分子育种,加速梅花育种进程提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 植物材料与生长条件

试验材料为梅花长蕊绿萼(P.mumeChangrui Lve)。该品种花瓣白色,萼片淡绿色,雄蕊发达,略短于花瓣,辐射后聚集中心。5年生成年树取自鹫峰国际精品梅园;1月龄幼苗种于温室中,温度为16～25 ℃,相对湿度为60%。以叶片为试材,提取总RNA用于基因克隆;取长蕊绿萼成年树的茎、幼嫩叶片、成熟叶片、叶芽、花芽、完全开放花朵萼片、花瓣、雄蕊、雌蕊、种子、幼果(花后45 d)、熟果(花后95 d)和1月龄播种苗的根、茎、叶片等材料进行基因的组织特异性表达分析。以未分化期(S1),花原基形成期(S2),萼片分化期(S3),花瓣分化期(S4),雄蕊分化期(S5),雌蕊分化期(S6),雌蕊伸长期(S7),胚珠、花药形成期(S8)8个花芽分化时期的花芽为试材,研究其基因在花芽分化过程中的表达差异。所有试材液氮速冻后-80 ℃保存。

1.2 RNA的提取及cDNA合成

采用TRIzol试剂盒(Invitrogen)提取梅花不同组织中的总RNA。经琼脂糖凝胶电泳和紫外分光光度法检测RNA质量后,以2 μg总RNA为模板,采用TIANScript cDNA第一链合成试剂盒合成第一链cDNA。操作方法参照试剂盒说明书进行。

1.3 基因的克隆

以拟南芥(Arabidopsisthaliana)SOC1蛋白(GenBank ID:AEC10583.1)的氨基酸序列为参考序列,在梅花基因组蛋白库中进行本地Blast搜索[15](梅花基因组蛋白库数据的DNA来源为西藏野生种),将同源性高的3个序列(PmSOC1-1、PmSOC1-2和PmSOC1-3)作为候选基因。根据基因核苷酸序列设计特异引物(表1),以梅花叶片cDNA为模板扩增基因的编码区(CDS)。PCR反应体系为:cDNA 1 μL,Taq酶0.5 μL,上、下游引物(10 μmol/L)各1 μL,1×PCR Buffer 5 μL,25 mmol/L MgCl23 μL,10 mmol/L dNTP 1 μL,ddH2O补足至25 μL。PCR扩增程序为:94 ℃预变性5 min;94 ℃变性30 s,57 ℃退火30 s,72 ℃延伸1 min,30个循环;72 ℃延伸7 min。PCR产物经1%琼脂糖凝胶电泳后,采用Promega Gel extraction kit DNA凝胶回收试剂盒回收目的片段,连接到pMD18-T(TaKaRa)载体上,转化大肠杆菌Top10,挑取阳性克隆经PCR验证后,交由中美泰和生物技术有限公司测序。确定序列后,将序列提交到GenBank数据库获得登录号。其中PmSOC1-2和PmSOC1-3的登录号分别为KP938964和KP938965,而PmSOC1-1的序列则与登录号为JF806632.1的序列完全一致。

1.4 序列的生物信息学分析

利用ExPASy提供的ProtParam程序(http://web.expasy.org/protparam/)分析梅花SOC1蛋白的相对分子量、理论等电点;利用NCBI的Protein Blast进行相似蛋白搜索,并下载相似性>50%的蛋白序列;利用DNAMAN 5.2.2软件对梅花SOC1蛋白与其他物种SOC1蛋白进行比对分析;利用ClustalX1.83进行多序列比对,利用MEGA 5.1软件采用Neighbor-joining(NJ)算法构建系统进化树,Bootstrap值设为1 000次。

1.5 Southern杂交

采用改进的CTAB法提取梅花的基因组DNA[16],用PCR反应法制备探针,引物序列见表1。选用BamHⅠ,EcoRⅠ和XhoⅠ(购自TaKaRa公司)分别酶切基因组DNA。电泳转膜按分子克隆手册进行。杂交的具体步骤按DIG DNA Labeling and Detection Starter Kit Ⅱ试剂盒(购自Roche公司)的说明进行。

1.6 梅花花芽分化时期的确定

采用石蜡切片的方法确定梅花花芽分化的不同时期。每隔5～7 d取样1次,取样时取2份外观基本一致的样品,1份用FAA固定液(70%酒精∶福尔马林∶冰醋酸=90∶5∶5)保存,常规石蜡切片法制片确定花芽分化时期;另1份液氮速冻,用于RNA的提取。根据石蜡切片,梅花花芽分化过程分为8个时期:未分化期(S1),花原基形成期(S2),萼片分化期(S3),花瓣分化期(S4),雄蕊分化期(S5),雌蕊分化期(S6),雌蕊伸长期(S7),胚珠、花药形成期(S8)。

表1 引物序列

1.7 基因表达特性分析

采用实时荧光定量PCR检测梅花PmSOC1-like基因在不同组织和花芽发育阶段的时空表达模式。分别提取样品的总RNA,反转录成cDNA,作为实时荧光定量PCR的模板。使用Primer3 v0.4.0软件设计PmSOC1-like基因特异引物,以梅花PP2A基因作为内参基因[17],引物序列见表1。反应在Thermo实时定量PCR仪上进行,采用20 μL体系,即cDNA 1 μL,SYBR Premix Ex Taq Ⅱ(TaKaRa)10 μL,上下游引物(10 μmol/L)各0.4 μL,ddH2O 7.2 μL。反应程序采用2步法:95 ℃预变性30 s;95 ℃ 5 s,60 ℃ 30 s,40个循环;接下来步骤是60～95 ℃的溶解曲线,升温0.5 ℃/s。扩增产物特异性通过溶解曲线进行确定,试验设置3次生物学重复和3次技术重复。利用PikoReal Software以及Excel进行数据分析,采用2-ΔΔCt法计算基因相对表达量。

2 结果与分析

2.1 梅花PmSOC1-like基因的克隆与序列分析

用特异性引物以梅花叶片cDNA为模板进行PCR扩增,经连接、转化、测序后,获得3个CDS序列,分别命名为PmSOC1-1、PmSOC1-2和PmSOC1-3。PmSOC1-1的编码区长度为645 bp,其开放阅读框(ORF)编码214个氨基酸组成的蛋白质。PmSOC1-2的编码区长度为654 bp,其ORF编码217个氨基酸组成的蛋白质。PmSOC1-3的编码区长度为660 bp,其ORF编码219个氨基酸组成的蛋白质。3个基因的相对分子质量分别为24.6，24.91，24.95 kDa;理论等电点分别为9.46，8.68，9.05。

为了了解PmSOC1基因在梅花基因组中的拷贝数情况,我们还分别利用BamH Ⅰ,EcoR Ⅰ和XhoⅠ 3种限制性内切酶对3个梅花PmSOC1-like基因进行了Southern杂交分析,结果发现3个基因的探针杂交均呈现单一条带,表明这些同源基因在梅花基因组中均以单拷贝形式存在(图1)。

2.2 梅花PmSOC1-like蛋白的同源性分析

将梅花PmSOC1-like基因推导的氨基酸序列和其他物种SOC1蛋白的氨基酸序列进行同源比对(图2),结果发现PmSOC1-1与拟南芥SOC1蛋白序列的同源性为68%,与蔷薇科李属植物的同源性更高,例如,PmSOC1-1与杏(Prunusarmeniaca)SOC1蛋白的相似性最高,达98%,与桃(Prunuspersica)SOC1蛋白的相似性为95%。而PmSOC1-2和PmSOC1-3的2个基因与蔷薇科李属植物SOC1基因的相似性则较低,如PmSOC1-2与杏和桃SOC1蛋白相似性分别为59%和57%;PmSOC1-3与杏和桃SOC1蛋白相似性分别为55%和54%。

图1 梅花PmSOC1-like基因的Southern杂交分析

PaSOC1.杏; PpSOC1.桃;PsSOC1.李;PySOC1.樱花;MdSOC1.苹果;ScSOC1.麻叶绣线菊;RhSOC1.月季;AtSOC1.拟南芥;CcSOC1.山核桃;CsSOC1.柑橘;VvSOC1.葡萄;PTM.欧洲山杨;ETL.桉树。

PaSOC1.Prunusarmeniaca; PpSOC1.Prunuspersica;PsSOC1.Prunussalicina;PySOC1.Prunus×yedoensis;MdSOC1.Malusdomestica;ScSOC1.Spiraeacantoniensis;RhSOC1.Rosahybrida;AtSOC1.Arabidopsisthaliana;CcSOC1.Caryacathayensis;CsSOC1.Citrussinensis;VvSOC1.Vitisvinifera;PTM.Populustremuloides;ETL.Eucalyptusglobulus.

图2 梅花与其他物种SOC1基因的氨基酸多序列比对

Fig.2 Alignments of thePmSOC1-like deduced amino acid sequences with other SOC1 proteins from plants

氨基酸比对进一步发现,PmSOC1-like蛋白含有高度保守的MADS结构域、中度保守的K结构域和多变的C-端(图2),属于MADS-box基因家族中的Type-Ⅱ型[18],其MADS结构域和K结构域的下游还分别含有非保守的Ⅰ区和半保守的C区,因此又称其为MIKC基因[19],也称为MEF-2转录因子。Nakamura等[20]发现SOC1/TM3亚家族基因在C-端具有1个保守性很高的基序,即SOC1/MOTIF,这些基序在蛋白复合物的形成和转录中起重要的作用[21-22]。比对发现在PmSOC1-like基因的C-端也具有这个SOC1特有的基序(图2)。因此,将PmSOC1-like基因划入MADS-box基因家族SOC1/TM3亚家族中,推断PmSOC1-like是具有生物功能的SOC1基因。

2.3 梅花PmSOC1-like的系统进化分析

为进一步了解梅花与其他物种SOC1蛋白的系统进化关系,选取了MADS家族的不同成员构建SOC1蛋白的系统进化树(图3)。根据系统进化树,不同植物的SOC1蛋白可以分为2组,2种单子叶植物(玉米和小麦)单独聚为1组;其余双子叶植物的SOC1蛋白聚为1组。前人研究显示,拟南芥MADS-box基因家族SOC1/TM3亚家族中包含AGL14、AGL19、AGL20(SOC1)、AGL42、AGL71和AGL72等6个基因[23]。在本研究中,PmSOC1-1与另外2种李属植物桃和杏的亲缘关系最近,先聚为1组,然后与拟南芥等其他双子叶植物SOC1同源基因聚为1组。PmSOC1-2和PmSOC1-3则分别与研究较少的拟南芥SOC1/TM3亚家族中的AGL42/71/72和AGL14/19基因聚为1组。值得注意的是,在桃基因组中存在分别与梅花3个PmSOC1-like基因相对应的同源基因(图3),且这些基因在梅花和桃基因组中具有相似的分布模式,都是2个基因位于同一染色体上,而另1个基因位于其他染色体上[24-25]。这种相似性表明,SOC1-like基因在梅花和桃中具有保守性。

2.4 梅花PmSOC1基因的表达模式分析

以梅花PP2A基因为内参[17],采用实时荧光定量PCR的方法分析3个PmSOC1-like基因在梅花不同组织中的表达情况。结果如图4所示,在成年树中,3个PmSOC1-like基因在根、茎、叶、叶芽或花芽等营养器官中有较高表达,而在萼片、花瓣、雄蕊、雌蕊、果实和种子等生殖器官中表达量很低;在1月龄播种苗中,PmSOC1-1和PmSOC1-3在根、茎和叶中均有表达,而PmSOC1-2则只在根中略有微弱表达。

系统发育树中基因的序列号如下:杏.PaSOC1(AGD88524);梅花.PmSOC1-1(AEQ20229),PmSOC1-2(KP938964),PmSOC1-3(KP938965);李.PsSOC1(AGD88523);樱花.PySOC1(AEO20233);麻叶绣线菊.ScSOC1(AEO20234);石楠.PseSOC1(AEO20232);苹果.MdSOC1(BAI49495);野草莓.FvSOC1(AEO20231);月季.RhSOC1(AEO20230);欧洲山杨.PTM5(AF377868);葡萄.VvSOC1(ACZ26527);巨桉.EgSOC1(XP_010053874);芒果.MiSOC1(ADX97324);拟南芥.AtSOC1(AEC10583),AtAGL42(AED97572),AtAGL71(AED96138),AtAGL72(AED96136),AtAGL14(AEE83062),AtAGL19(AEE84684);小麦.TaSOC1(BAF56968);玉米.ZmSOC1(ACG32892);桃.PpMADS22位于桃染色体scaffold 2:20,600,270…20,606,939,PpMADS60位于桃染色体scaffold 2:28,315,091…28,320,984,PpMADS64位于桃染色体scaffold 5:9,862,429…9,867,768。

The accession number for each protein in phylogenetic tree are as follows:Prunusarmeniaca.PaSOC1(AGD88524);Prunusmume.PmSOC1-1(AEQ20229),PmSOC1-2(KP938964),PmSOC1-3(KP938965);Prunussalicina.PsSOC1(AGD88523);Prunus×yedoensis.PySOC1(AEO20233)；Spiraeacantoniensis.ScSOC1(AEO20234)；Photiniaserratifolia.PseSOC1(AEO20232)；Malusdomestica.MdSOC1(BAI49495)；Fragariavesca.FvSOC1(AEO20231)；Rosahybrid.RhSOC1(AEO20230)；Populustremuloides.PTM5(AF377868)；Vitisvinifera.VvSOC1(ACZ26527)；Eucalyptusgrandis.EgSOC1(XP_010053874)；Mangiferaindica.MiSOC1(ADX97324)；Arabidopsisthaliana.AtSOC1(AEC10583),AtAGL42(AED97572),AtAGL71(AED96138),AtAGL72(AED96136),AtAGL14(AEE83062),AtAGL19(AEE84684)；Triticumaestivum.TaSOC1(BAF56968)；Zeamays.ZmSOC1(ACG32892)；Prunuspersica.PpMADS22 is positioned on the peach genome map on scaffold 2:20,600,270…20,606,939 reverse,PpMADS60 is positioned on the peach genome map on scaffold 2:28,315,091…28,320,984 reverse,and PpMADS64 is positioned on the peach genome map on scaffold 5:9,862,429…9,867,768.

图3 梅花PmSOC1-like与其他物种SOC1蛋白的系统进化分析

Fig.3 Phylogenetic evolutionary analysis of PmSOC1-like and SOC1 proteins

图4 PmSOC1-like基因在不同组织器官中的相对表达量

为了进一步验证PmSOC1-like基因在梅花开花转变中是否与拟南芥中的AtSOC1基因一样扮演相同的重要角色,笔者用石蜡切片的方法确定了梅花花芽分化过程中的8个时期,并检测了3个基因在每个分化时期的表达情况(图5)。在整个花芽分化过程中,3个PmSOC1-like基因的表达水平整体都呈现下降趋势。在花芽未分化期(S1)表达量最高,一旦花芽被诱导分化表达量即开始下降,其中PmSOC1-2在3个基因中下降最为明显(图5)。

3 讨论

开花是植物从营养生长到生殖生长的过渡,比较梅花等多年生木本植物与拟南芥等草本植物开花过程,发现最大的差异在于木本植物实生苗具备开花能力之前通常需要经历一段很长的营养生长期(童期)。了解木本植物的开花转变过程对缩短童期、加速品种改良进程具有十分重要的意义。SOC1是MADS-box基因家族中控制开花时间的基因,广泛存在于单子叶植物和双子叶植物中[26]。目前，在其他物种中鉴定到的SOC1同源基因在拟南芥中的过表达都一致地表现出了早花表型[27-30]。近期研究还发现,SOC1参与了冷响应信号和开花调节之间的反馈回路。SOC1蛋白可与抗寒基因CBF的启动子直接结合以抑制CBF表达,从而促进开花;而CBF的过表达可以增加FLC的转录水平,进而实现对春化途径中FLC的下游靶基因SOC1的负调控,以延迟开花[31]。这说明在冷响应信号和开花调节之间存在着1个反馈回路,以适应不断变化的外界环境。

A.梅花不同花芽分化时期的石蜡切片图；B.PmSOC1-like基因在梅花不同花芽分化时期的表达情况。S1.未分化期；S2.花原基形成期；S3.萼片分化期；S4.花瓣分化期；S5.雄蕊分化期；S6.雌蕊分化期；S7.雌蕊伸长期；S8.胚珠、花药形成期。

A.Images of paraffin sections of floral bud at different developmental stages；B.Relative expression ofPmSOC1-like genes in the floral bud at different developmental stages.S1.Pre-differentiation stage;S2.Flower primordium differentiation stage;S3.Sepal differentiation stage;S4.Petal differentiation stage;S5.Stamen differentiation stage;S6.Pistil differentiation stage;S7.Pistil elongation stage;S8.Ovule and anther formation stage.

图5PmSOC1-like基因在花芽分化时期的表达分析

Fig.5 Expression analyses ofPmSOC1-like genes duringP.mumefloral bud differentiation

本试验从梅花中成功分离得到了3个成花调控网络中的PmSOC1-like基因。序列同源性分析表明这些基因属于MADS-box基因家族中的SOC1/TM3亚家族。系统进化分析显示,PmSOC1-1、PmSOC1-2和PmSOC1-3分别与拟南芥的SOC1、AGL42/71/72和AGL14/19聚为一组。有研究表明,拟南芥SOC1/TM3亚家族中的AGL42、AGL71和AGL72 3个基因是由于SOC1基因在进化过程中的基因复制产生的[32]。因此,笔者推测梅花3个PmSOC1-like基因具有相同的祖先起源,但在进化过程中产生了分化,并最终在开花和营养器官发育中发挥着不同的作用。此外,与拟南芥中存在3个基因(AGL42/71/72)不同的是,在梅花和桃的基因组中都只有1个相应的同源基因(梅花:PmSOC1-2,桃:PpMADS60)。而且,AGL42、AGL71和AGL72在控制拟南芥开花中的功能被证明是冗余的[31]。因此,拟南芥SOC1/TM3亚家族中由于基因复制产生的基因多样性可能是在拟南芥与李属植物分化后发生的。

对PmSOC1-like基因进行不同组织部位的表达分析表明,3个基因均在营养器官中表达较高,而在生殖器官中表达量很低。此外,相对于1月龄幼苗,PmSOC1-1和PmSOC1-2在成年树叶片和茎中的表达量更高,这与拟南芥AtSOC1的表达一致。在拟南芥中,AtSOC1的表达量随着植株的生长而不断提高,尤其在成熟叶片中的表达量最高[9,33-35]。PmSOC1-1和PmSOC1-2基因在梅花成年树和幼苗中的不同表达水平可能反映植物的成熟度。在对梅花花芽分化过程中PmSOC1-like基因的表达研究发现,PmSOC1-like基因的表达水平整体都呈现下降趋势。在拟南芥中,SOC1基因是调控植物从营养生长向生殖生长转变的重要基因[36]。由此推测，PmSOC1-like基因在诱导梅花由营养生长向生殖生长转变过程中起着重要作用。

近几年的研究显示,在其他一些木本植物中,SOC1同源基因存在不同的表达模式。如美洲山杨(Populustremuloides)的SOC1同源基因PTM5在维管组织中有特异表达,暗示该基因可能与美洲山杨木材的形成有关[12];紫斑牡丹PrSOC1在花芽中的表达量最高,在根、茎、叶中表达量略低[23]。月季RhSOC1则在顶芽中的表达量最高[37]。这些研究结果表明，SOC1在不同物种之间的表达存在一定的差异,推测SOC1基因在植物开花转变的调控网络中具有多种功能。

作为1个集成多个开花信号的整合子,SOC1已经被深入研究了十几年。尽管人们对模式植物拟南芥AtSOC1已经有了比较深入的了解,但是对木本植物中SOC1同源基因的研究却鲜见报道。目前,国家花卉工程技术中心得到了3条梅花PmSOC1-like基因,并对其进行了时空表达模式分析,为进一步深入研究SOC1基因在梅花开花过程中的功能奠定了理论基础。但是,梅花SOC1与其他MADS-box开花相关基因、蛋白的作用关系还有待进一步探讨研究;梅花SOC1基因的上游调控序列和下游调控区域也有待进一步深入研究。这会为从整体上揭示梅花的开花之谜奠定理论基础依据,为今后研究SOC1在梅花其他生命活动中的可能作用提供技术支撑。

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Molecular Cloning and Expression Analysis of Flowering-regulating Transcription FactorPmSOC1-like Gene inPrunusmume

LI Yushu1,2,YANG Weiru1,CHENG Tangren1,WANG Jia1,ZHANG Qixiang1

(1.Beijing Key laboratory of Ornamental Plants Germplasm Innovation and Molecular Breeding,National Engineering Research Center for Floriculture,Beijing Laboratory of Urban and Rural Ecological Environment,Landscape Architecture School,Beijing Forestry University,Beijing 100083,China;2.Beijing Vocational College of Agriculture,Beijing 102442,China)

The MADS-box geneSOC1/TM3 (Suppressor of overexpression of constans 1/Tomato MADS-box gene 3) integrates multiple flowering signals to regulate the transition from vegetative to reproductive development in plants. To better understand the molecular regulation of flower development inPrunusmume,three putative orthologs ofSOC1,includingPmSOC1-1,PmSOC1-2,andPmSOC1-3,were isolated.The expression patterns ofPmSOC1-1,PmSOC1-2 andPmSOC1-3 were determined by Real-time RT-PCR.EachPmSOC1-like gene has a single long open reading frame(ORF) encoding a putative protein of 214,217 and 219 amino acids respectively.Phylogenetic analysis suggested thatPmSOC1-1,PmSOC1-2,andPmSOC1-3 genes might be orthologous ofArabidopsisSOC1,AGL42/71/72,andAGL14/19,respectively.By Real-time quantitative RT-PCR experiment,threePmSOC1-like genes were mainly expressed in vegetative organs and expressed at low level in reproductive organs such as flowers,fruit,seed and so on.The expression of the threePmSOC1-like genes showed a decreasing trend.Above results suggest that thePmSOC1-like gene plays an important role in the transition from the vegetative growth to the reproductive growth phase.

Prunusmume;PmSOC1-like;Gene cloning;Expression analysis

2016-05-13

国家“863”计划项目(2013AA102607)；北京市共建项目专项

李玉舒(1982-),女,黑龙江伊春人,讲师,在读博士,主要从事园林植物栽培与应用研究。

张启翔(1956-),男,湖北黄冈人,教授,博士,博士生导师,主要从事花卉资源与育种研究。

S685.17

A

1000-7091(2016)05-0078-08

10.7668/hbnxb.2016.05.012