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苹果(Malus domestica B.)是世界上最重要的鲜食果品之一,果实色泽是重要的外观品质。为了研究光诱导苹果果实着色的调控机制,本文克隆了与苹果着色有关的5个基因的cDNA全长和花青素合成途径中两个关键酶基因的启动子,并分析了它们的光诱导表达模式。主要结果如下:
1.从苹果果皮中克隆了MdCRY1、MdCRY2、MdCOP1-1、MdCOP1-2和MdMYB1拘全长cDNA以及花青素合成关键酶基因MdDFR和MdUFGT的启动子。
MdCRY1 cDNA全长2310 bp,编码一条含有680个氨基酸残基的蛋白,估计分子量为76.6 KD,预测等电点(pI)为5.3,含有1个高度保守的FAD结构域,MdCRY1与其它植物的CRY1同源性在60%以上,尤其是葡萄高达83.5%。
MdCRY2 cDNA全长2102 bp,编码一条含648个氨基酸残基的蛋白,分子量约73.5 KD,预测等电点(pI)为5.7,含有在2个高度保守的区域,即DNA光解酶区域和FAD区域。
MdCOP1-1 cDNA全长2087 bp,编码一条含665个氨基酸残基的蛋白,包含1个高度保守的WD40基序,分子量约为74.7 KD,预测等电点(pI)为6.4。
MdCOP1-2 cDNA全长2213 bp,编码一条含659个氨基酸残基的蛋白,含有1个高度保守的WD40基序,分子量大小约74.2 KD,预测等电点(pI)为6.2。
MdMYB1 cDNA全长865 bp,编码一条含243个氨基酸残基的蛋白,存在一个保守的R2R3结构域。MdDFR、MdUFGT启动子分别长1145bp和1674bp,它们都含有MRE、MBS或MBSI等与MYB类转录因子结合的作用元件。
2.自然光明显诱导MdMYB1、MdDFR和Md UFGT基因的表达,三个基因在光诱导下的表达模式相似。
3.MdCRY1和MdCRY2基因的表达水平受光诱导,二者在光诱导下的表达模式相似。
4.在自然光处理下,伴随着上述基因的表达被激活或调控,果皮花青素含量递增,果实实现着色。