番茄果皮角质相关基因CD克隆及功能分析

批准号：

31071810

项目类别：

面上项目

资助金额：

33.0 万元

负责人：

赵凌侠

依托单位：

上海交通大学

学科分类：

蔬菜与瓜果生长发育

结题年份：

2013

批准年份：

2010

项目状态：

已结题

项目参与者：

王明辉、崔丽洁、王烨韡、宋维、彭会珍、王国丰、虞冠军

关键词：

生物学功能图位克隆番茄果实 CD基因角质

项目摘要

结项摘要

项目成果

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中文摘要

植物表皮（cuticle）具有保持内环境稳定和抵御来自生物或非生物侵害功能，是植物完成生命周期不可或缺外界屏障。角质（cutin）是植物表皮基质成分，角质变化将影响表皮结构和功能，对植物有时甚至是毁灭性的。.本项目拟用番茄cd突变体揭示植物生殖器官角质合成机制。前期工作证实cd系隐性单点突变，CD已被粗定位于番茄8号染色体15.8CM区域。在此基础上，拟用图位克隆技术对CD精细定位和克隆；分析CD分子生物学特征和亚细胞定位；通过互补实验，解析CD对番茄果皮超微结构、角质组分和含量调控作用，阐明CD调控番茄果皮形态建成分子机制。.该研究从生殖器官视角阐明植物角质生物合成机制，可以弥补此前主要以营养器官（拟南芥茎、叶）研究植物角质信息量不够全面的问题。同时，还可以克服惯常植物角质研究模式植物拟南芥表皮薄难以剥取和有气孔的缺陷。以期对植物角质生物合成机制全面阐明提供一点可借鉴的信息和实验证据。

英文摘要

表皮（cuticle）是植物完成生命周期不可或缺的外界屏障，角质（cutin）是植物表皮基质成分，其变化将影响到表皮的结构和功能，甚至有时对植物是毁灭性的。该项目以番茄果实cd（cutin deficiency）突变体为材料，构建了cd×S. pimpennillifolium（LA1589）F2作图群体，用64个F2群体和CAPS和dCAPS标记将CD定位于番茄第8号染色体5g4135（77.5cM）和TG294(cM)间；随后基于1460株F2群体进行精细定位，利用番茄基因组测序结果和BAC文库克隆了CD基因（ORF=1662bp）。CD编码一个554氨基酸的Cytochrome 450，CY86A亚家族蛋白，而cd是由于源自第7号染色体的一小段DNA插入导致C端的153个氨基酸缺失，从而导致cd番茄果实果皮变薄和角质组分和含量降低。经亚细胞定位CD蛋白被定位于质膜上；互补实验结果显示，转CD的cd番茄果皮厚度和角质酸单体的含量均恢复到了野生型M82的相当水平，说明CD蛋白在角质合成中扮演着重要角色。

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