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自交不亲和（Self-incompatibility,简称SI）是指雌雄同株能产生同期成熟、具有正常功能的雌雄配子的植物在自花授粉或相同基因型授粉时不能受精的现象。根据调控机制的不同,自交不亲和分为配子体型自交不亲和（Gametophytic self-incompatibility,GSI）和孢子体型自交不亲和（Sporophytic self-incompatibility,SSI）。甘蓝等芸薹属植物属于典型的孢子体型自交不亲和（Sporophyte self-incompatible plant,SSI）,其调控机制的研究主要集中在SI信号传导元件协同作用抑制自花花粉萌发或花粉管生长方面。近年来对以甘蓝为代表的孢子体型自交不亲和信号传导机理的研究取得了较大进展,但分离和鉴定SRK下游蛋白的研究相对滞后。ARC1及其同源家族基因具有E3连接酶功能,可通过泛素化途径降解下游底物。研究发现拟南芥中,At ARC1是假性遗传因子,但当向拟南芥中仅转入琴叶拟南芥SCR和SRK基因时,植株也能表现出强自交不亲和性,由此表明ARC1可能并非SRK下游唯一的信号元件。本研究以选育的高度自交不亲和甘蓝“A4”和“F1”为材料,利用转录组测序和蛋白质表达谱分析自花与异花授粉后雌蕊基因的表达情况,以挖掘和自交不亲和相关的基因,并通过生物信息学分析、亚细胞定位、原核表达、q RT-PCR、酵母双杂交、启动子活性分析及T-DNA插入等技术研究其功能。主要研究结果如下:1、甘蓝BoMLP基因家族的鉴定与分析（1）利用植物基因组数据库和Pfam 32.0数据库成功筛选到29个主要乳胶家族蛋白基因BoMLP,它们随机分布在甘蓝的8条染色体上,其中6号染色体上含有的主要乳胶家族蛋白基因最多,有7个,3和5号染色体上含有的主要乳胶家族蛋白基因最少,只有1个。（2）BoMLP家族蛋白都含有一个保守的Bet-v-1结构域,大小在143-218 aa之间,相对分子质量在16.6-24.3 k Da之间,等电点在4.64-6.05之间。（3）甘蓝中含有29个BoMLP家族基因,依据进化关系和序列的相似性可分为I-III个亚家族,每个亚家族基因同源性较高,进化关系较近。分析BoMLP家族基因启动子序列发现,大多数BoMLP启动子序列区域含有响应防御应激相关的顺式元件,包括脱落酸响应元件（ABRE）、脱水与干旱诱导响应元件（MYB）、赤霉素应激响应元件（WYKY）、防御胁迫应激元件（MYC）和生长素响应元件（ARF）。转录组数据分析发现29个BoMLP基因中只有BoMLP3、BoMLP4、BoMLP6、BoMLP10、BoMLP11、BoMLP15、BoMLP16、BoMLP423和BoMLP27在自花与异花授粉后表达量发生了变化。（4）荧光定量PCR结果显示,BoMLP3、BoMLP4、BoMLP6、BoMLP10、BoMLP11、BoMLP15、BoMLP16、BoMLP423和BoMLP27在自花与异花授粉过程中表达量变化趋势与转录组数据基本一致,推测这几个基因可能参与甘蓝的自交不亲和反应。2、甘蓝BoMLP423基因的克隆与功能研究（1）对高度自交不亲和甘蓝进行自花、异花授粉处理,取自花授粉0 min和60min柱头进行差异表达蛋白质分析,得到一个受自花授粉诱导下调表达的蛋白,命名BoMLP423。转录组数据分析发现,BoMLP423 m RNA表达量在自花授粉0-15min时下调表达,15-30 min时上调表达,30-60 min时表达量显著下调,异花授粉0-60 min过程中,BoMLP423 m RNA表达量变化不明显。实时荧光定量PCR结果显示BoMLP423在自花授粉过程中表达量呈现出“下调-上调-下调”的变化趋势,异花授粉过程中表达量变化不大,与转录组和蛋白质组分析结果一致。（2）BoMLP423基因全长989 bp,编码区长468 bp,包含两个外显子和一个内含子,编码155个氨基酸残基,相对分子量为17 k Da,理论等电点为5.12,是亲水性蛋白。（3）BoMLP423定位在细胞质。q RT-PCR结果表明,BoMLP423在甘蓝雄蕊、花瓣、萼片、叶片、柱头和花蕾等组织中均有表达,但在柱头和花蕾中表达量最高。（4）原核表达结果显示,BoMLP423编码的蛋白质大小为17 k Da。（5）BoMLP423启动子序列中含有干旱诱导响应、茉莉酸响应、生长素响应、脱落酸响应、防御应激响应等多种顺式作用应答元件。（6）酵母双杂交结果显示,BoMLP423与SRK不互作。推测BoMLP423不直接参与甘蓝SRK-ARCI-Exo70A1信号传导途径。（7）At MLP423是BoMLP423在拟南芥中的一个垂直同源基因,拟南芥mlp423突变体表现出花丝短、花粉不易与柱头接触、果荚长度比野生型短的表型。推测BoMLP423可能参与了甘蓝柱头胞质中的自交不亲和应答反应,为后续深入研究其在甘蓝自交不亲和中的功能提供了依据。