茄子(Solanum melongena L.)原产于印度,在4-5世纪传入东亚。在世界上我国是茄子栽种面积最大的国家,超过了全世界茄子种植面积的50%。单性结实茄子在反季栽培中可以降低授粉受精不良导致的落花落果现象,显著提高茄子的产量。目前关于茄子单性结实生理特性的研究较多,而对茄子单性结实相关基因,特别是茄子中生长素信号转导路径相关基因的研究较少。本研究对茄子生长素信号转导路径中与单性结实相关的基因进行探索研究,这对于指导单性结实品种选育及优质无籽或少籽茄子品种的研究工作,具有重要意义。通过对单性结实品系D-7-1、D-6和非单性结实品系142的花与果实的农艺性状测定,对与茄子单性结实相关的基因ARF6、ARF7、ARF8、GH3.6、IAA9进行同源克隆,并利用实时定量PCR技术对不同结实性茄子的花蕾及果实发育不同时期进行表达差异分析,以探索这几个基因对茄子单性结实的影响,主要研究结果如下:1花期与果期农艺性状测定:测定结果表明,非单性结实品系142属于长花柱类型,单性结实品系D-7-1、D-6属于中花柱、短花柱类型。果实(子房)在花前10天都处在缓慢增长期,尤其是花前7天,单果重变化极小,花后7-10天时单果重开始增加,花后10-15天单果重增加明显,此时果实纵径也明显增长。去掉柱头的单性结实品系花后20天的单果重明显高于未去柱头的单果重。2克隆得到茄子中5个与单性结实相关的生长素类基因根据已公开的基因设计同源引物,从茄子幼苗总RNA反转录的第一链c DNA中扩增得到Sm ARF6、Sm ARF7、Sm ARF8、Sm GH3.6和Sm IAA9的序列长度分别为2824bp、3234bp、2701bp、1821bp、1017bp,CDS长度分别为2646bp、3231bp、2676bp、1821bp和915bp,分别编码881、1076、891、606和304个氨基酸。与已经公布的其他物种的相应基因具有较高相似性。蛋白结构域分析表明三个ARF家族基因推导编码的氨基酸序列均含有三个Pfam域,分别为B3 DNA binding domain、Auxin response factor和Aux/IAA family,属于ARF家族分子结构分类中的DBD-QSL-rich AD-III-IV类型;GH3.6基因推导编码的氨基酸序列含有一个Pfam域,即GH3 auxin-responsive promoter;IAA9基因推导编码的氨基酸序列含有一个Pfam域,即Aux/IAA family,且符合Aux/IAA家族的结构特点,具有Domain I、II、III和IV 4个保守结构域。3花期及果期5个基因的差异表达分析3.1三个ARF家族基因的表达情况单性结实D-7-1中ARF6、ARF7、ARF8主要在花前4天到花后7天的花发育及坐果过程中表达量较高,表明这三个基因主要参与了D-7-1的花发育及坐果的过程,在花后7天到花后20天的果实快速发育过程中这三个基因的表达量都较低,推测这三个基因会抑制果实的快速发育过程;非单性结实品系142中这三个基因在开花前表达量较低,在开花后到技术成熟期的表达量相对较高,尤其是在花后15天时都出现了表达的最高峰,可见通过开花后授粉受精作用,种子逐渐形成,子房内激素含量发生变化,因此基因表达量也明显增高,在花后15天时即将出现种子形态,表达量迅速增加;在单性结实品系D-6中ARF6、ARF7的表达量在各个时期都相对较低,但ARF8基因的表达量出现高低变化,认为ARF8基因在D-6品系的花及果实发育的调节中起到更重要的作用。这三个ARF家族基因在不同品系间表达存在差异性,单性结实材料在开花前后会出现表达的高峰,而在花后7天到花后20天果实快速发育的过程中表达量基本上均处于较低的水平,推测这几个基因对单性结实的果实发育有抑制作用;对非单性结实品系142来说,这几个基因在花开后表达量处于较高水平,尤其是花后15天出现表达的最高峰,认为是花开放后的授粉受精作用及种子形成过程中激素含量变化引起了表达量的增高。3.2 GH3.6及IAA9基因的表达情况GH3.6基因的表达在花后10天到花后20天内三个品系表达量都很低,在开花前后表达相对较高,单性结实品系D-7-1在花前2天和花后1天出现表达的峰值,单性结实品系D-6中GH3.6基因在花前2天及花后3天出现表达的峰值,而非单性结实品系142花后1天和花后7天表达出现小幅上升。推测GH3.6基因主要在花发育及坐果阶段起作用,在果实快速发育阶段作用不明显。IAA9表达量在三个品系中整体都不高,只是在单性结实品系D-6花后7天表达量出现峰值,在非单性结实品系142的花后15天时出现了表达量的最大值。推测非单性结实品系142中表达高峰是因种子的形成引起,IAA9基因会抑制花及果实的发育过程。