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心皮是果实的前身,对果实发育及品质形成起着至关重要的作用。葡萄果实一般为2心皮4胚珠植物,但少数品种在自然条件下果实可以发育成多心皮(3-4心皮)。多心皮比2心皮果粒大,果穗重,产量高,具有重要的生产价值,但目前有关心皮发育的报道还较少,其形成和发育机理尚不清晰,而研究心皮发育能为果实形成机制提供理论依据。本文以3心皮发生率较高的‘香妃’等葡萄品种为试材,研究了不同心皮子房的发生模式以及VvYABBY基因家族对3心皮发育的影响。其主要研究结果如下：1.利用石蜡切片观察不同心皮的形成过程,发现3心皮的形成存在着先天融合与后天融合两种方式,对于3心皮发生较高的‘香妃’品种来说先天心皮融合是其主要方式。通过外观和石蜡切片观察发现,与2心皮相比,3心皮果实更大,所含种子更多。2.利用高通量测序技术对‘香妃’开花期的2心皮与3心皮子房进行RNA测序(RNA-Seq)分析,发现两者之间共有165个差异表达基因,其中上调表达基因50个,下调表达基因115个。通过GO功能注释和文献检索,共筛选出9个可能影响不同心皮发育的基因,用realtime-PCR分析这些基因在2心皮和3心皮子房中的表达,发现VvAGAMOUS1(AG1)、VvAPETALA1(AP1)、 VvAPETALA2(AP2)、VvCLAVATA1(CLV1)、VvCLAVATA2(CLV2)、VvSEPALLATA3(SEP3) VvSPATULA(SPT)在3心皮子房中表达量较高,而VvYABBY5(VvYAB5)和VvWUSCHEL-related homeobox 1(WOX1)在2心皮子房中表达较多,其中VvYAB5与负调控番茄多心室形成与发育的fasciated(FAS)基因同为YABBY家族基因。3.为明确其它VvYAB是否影响3心皮发育过程,经过序列比对,在‘香妃’葡萄中共找到4个YAB基因。组织特异性表达分析发现,VvYAB4在根、茎、叶、卷须和子房等各个组织中均没有表达。进一步利用real-time PCR分析VvYAB1、VvYAB2和VvYABS在2心皮和3心皮子房中的表达,发现VvYAB2和VvYAB5在开花期、花后4天和8天的表达模式相似,但VvYAB5基因在3心子房中的表达量明显少于2心皮子房,且倍数都在2倍以上。原位杂交结果显示,VvYABS基因首先定位于心皮原基,随后出现在2心皮子房的胎座处以及3心皮子房中的子房内壁,说明VvYABS基因参与了葡萄3心皮的发育过程。重亚硫酸盐修饰测序(BSP)法分析了开花期2心皮和3心皮子房中的启动子区甲基化水平,结果发现两个核心启动子区域的甲基化水平无明显差异。酵母双杂交实验发现,VvYAB5能够与VvAG1、VvSEP3和VvWOX1进行互作,而与VvAP1、 VvAP2、VvSPT、VvCLV1蛋白之间不互作。这说明VvYAB5可能与VvWOX1等形成蛋白复合体来影响3心皮的发育。综上所述,我们认为葡萄中3心皮子房发生的途径主要为先天融合,3心皮果实较大,所含种子数更多。VvYABS基因能够参与‘香妃’心皮的发育过程,并且VvYAB5可能与VvWOX1等互作来完成这种调控过程。