羊草LcMADS12基因的克隆及原核表达分析

显花植物中,E类MADS-box基因在调控花分化及花器官发育过程中发挥重要作用。为初步了解羊草花发育的分子机制,依据实验室前期雌蕊转录组数据,以羊草花序cDNA为模板,克隆获得了一个MADS-box基因, 命名为LcMADS12。LcMADS12基因的开放阅读框全长为741 bp,编码246个氨基酸。生物信息学显示,LcMADS12基因编码氨基酸序列中无信号肽,不存在跨膜区。多重序列比对及功能结构域分析表明,LcMADS12具有保守的MADS-box结构域和半保守的K区,属于E类功能基因SEP亚家族成员。系统进化分析表明LcMADS12与小麦TaAGL16同源性为99%,与水稻基因OsMADS7同源性为86%。组织表达模式分析表明,LcMADS12基因在羊草营养器官中不表达;而在成熟雄蕊、雌蕊、内稃中表达较高,在外稃中低表达,说明LcMADS12基因的表达具有组织特异性。推测LcMADS12基因可能在羊草生殖发育过程中发挥重要作用。酵母单杂交实验及原核表达结果表明LcMADS12蛋白具有转录激活活性,且获得融合蛋白高效表达体系。LcMADS12 基因的克隆和融合蛋白的获得为深入开展该基因功能研究奠定了基础。     

羊草种子性状的变异及其相关分析

种子特性是种子质量评价的基础。本文研究了28份羊草(Leymus chinensis)种质的颖果性状。结果表明:外稃和颖果长宽在种质间、地域间均存在显著差异;多数种质的內外稃都不易脱落,但外稃较內稃易于脱落;外稃长与颖果长、颖果长与千粒重、颖果宽与颖果比重极显著相关(P<0.01)。而内稃脱壳指数与外稃长及颖果长、千粒重与外稃宽均显著相关(P<0.05)。这些研究结果对羊草种质资源评价和利用具有参考价值。     

羊草种子的落粒性及其相关特征的研究

羊草(Leymus chinensis)是多年生根茎型乡土草,存在落粒性特征,为揭示羊草的落粒情况及其相关因素,通过对羊草穗结构的显微观察发现,在其种子成熟过程中,小穗轴和种柄之间形成离层,它是导致种子自然脱落的重要原因.羊草小穗最基部的种子虽然在种柄基部有发育完全的离区,但不易脱落.通过采集不同品系和不同时期的羊草小穗并对其上的种子数量等数据的研究发现,羊草落粒性在不同品系间存在明显差异,其落粒率的范围在22.8％～79.90％之间,结实率范围在23.1％～98.4％之间,羊草颖果宽度与落粒率成正相关.研究还发现,S4-3和S5-3等羊草材料的种子成熟后自然落粒并很快萌发,说明这些品系的种子不存在休眠现象.