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石榴(Punica granatum L.)具有广泛的经济价值,集食用、观赏、绿化、药用于一体。石榴籽粒包含假种皮、种皮和种仁三个部分,其中硬籽石榴中种皮木质素含量较高,食用不便,而软籽石榴中种皮木质素含量较低,核软可食,无需吐籽,是珍贵的石榴种质资源。目前关于石榴软籽性状形成的分子机制研究较少,本试验以3个不同籽粒硬度的石榴品种“突尼斯软籽”、“会理软籽”和“红玉石籽”为试材,采用RACE技术克隆木质素生物合成途径关键基因和MYB转录因子基因,qRT-PCR技术监测上述基因在石榴不同组织、不同发育时期和不同品种石榴种皮中的相对表达量,探讨其在石榴木质素生物合成中的表达调控,为进一步研究石榴软籽性状形成机理奠定基础。试验获得的主要结果如下:1、获得木质素生物合成关键基因PgPAL的3′端序列和PgCCR、PgCOMT、PgLAC的cDNA全长序列。生物信息学分析表明,PgPAL氨基酸序列与蓖麻、葡萄、欧洲大叶杨的一致性均为90%。PgCCR(GenBank登录号:KM881713)序列全长1269 bp,编码区(CDS)为1017 bp,编码338个氨基酸,其氨基酸序列与橡胶树、沙梨、大麻槿、冈尼桉、欧洲大叶杨的一致性超过82%。PgCOMT(GenBank登录号:KJ713968)序列全长1456 bp,编码区(CDS)为1113 bp,编码370个氨基酸,其氨基酸序列与仙女扇、蓖麻、扁桃、赤桉的一致性超过86%。PgLAC(GeneBank登录号:KM881711)序列全长2128 bp,编码区(CDS)为1716 bp,编码571个氨基酸,其氨基酸序列与葡萄、茸毛烟草、可可树、苹果的一致性超过80%。2、克隆到MYB转录因子基因PgMYB和PgMYB1,生物信息学分析表明PgMYB和PgMYB1的N端都具有两个MYB DNA结合结构域,是植物中典型的R2R3-MYB转录因子。其中PgMYB(GenBank登录号:KM014568)序列全长为1088 bp,编码区(CDS)为921 bp,编码306个氨基酸,其氨基酸序列与银合欢、杨树、拟南芥的一致性超过84%。PgMYB1(GenBank登录号:KM881712)序列全长987 bp,编码区(CDS)为792 bp,编码263个氨基酸,其氨基酸序列与金鱼草、可可树、巨桉、茸毛烟草的一致性超过71%。3、荧光定量分析表达发现,木质素生物合成关键基因和MYB转录因子基因在石榴的叶片、花瓣和茎中均有不同程度的表达,PgCCR、PgCOMT、PgLAC和PgMYB均是在茎中相对表达量最高,其次是在花瓣中表达较高,叶片中相对表达量最低,PgPAL和PgMYB1则是在花瓣中相对表达量最高,其次是在叶片中表达较高,茎中相对表达量最低。4、在不同发育时期石榴种皮中,PgPAL、PgCCR和PgLAC的表达基本呈现一个先上升后下降的趋势,且都在盛花后80 d达到最高,PgCOMT的表达随着石榴种皮的发育先下降后上升。转录因子PgMYB和PgMYB1的表达趋势一致,在盛花后20 d相对表达量最高,且随着发育进程和木质素含量的上升反而逐渐下降。5、在不同籽粒硬度石榴品种种皮中,PgCCR、PgCOMT、PgLAC和PgMYB1的表达模式基本相同,与石榴籽粒硬度和总木质素含量较为一致,籽粒硬度和种皮总木质素含量较低的品种,基因表达量相对较低,籽粒硬度和种皮总木质素含量较高的品种,基因表达量相对较高。PgPAL和PgMYB则是在籽粒硬度和种皮总木质素含量较低的品种中表达量相对较高,在籽粒硬度和种皮总木质素含量较高的品种中表达量相对较低。