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刺萼龙葵(Solanum rostratum Dunal)是一年生茄科茄属入侵杂草,是我国高度危险的检疫性有害生物,具有很强的竞争能力、适应能力。刺萼龙葵原产于北美,现已在世界多国扩散蔓延。由于其具有强大的繁殖能力,刺萼龙葵极易形成单优种群,破坏入侵地的生态平衡。刺萼龙葵传播途径单一,主要由种子进行传播,其种子具有极强的休眠特性,而DOG1(Delay of germination1)基因是种子休眠特异相关基因。本研究对刺萼龙葵种子休眠进程中的关键基因DOG1进行了克隆,并在转录水平上检测了其在不同储藏条件和萌发阶段的种子中以及不同生长期植株不同部位的表达水平,以期明确其表达特性,具体研究结果如下:1.刺萼龙葵DOG1基因(SrDOG1)序列全长753bp,无内含子,共编码250个氨基酸,经核苷酸BLAST搜索,与番茄和马铃薯DOG1基因的相似度分别达82%、83%。SrDOG1蛋白质分子量为28 kDa,理论等电点为5.63,无信号肽,属全α-型蛋白;2.SrDOG1基因在种子中表达量总体较高。常温储藏下,储藏时间越长种子中SrDOG1的表达水平越高,表明种子中SrDOG1的表达水平随储藏时间的增加而升高。此外,冷藏种子中SrDOG1表达量是常温储藏种子的2倍以上,表明低温环境能够显著提高SrDOG1在种子中表达水平,证实成熟种子中SrDOG1的表达受环境因子的影响;3.种子萌发前后SrDOG1的表达水平差异显著。在浸种阶段,浸种前种子中SrDOG1的表达量是浸种后的10倍左右,表明浸种能够显著地抑制SrDOG1在种子中的表达;在皿内培养阶段,SrDOG1的表达量略有提升,至种子刚萌发时达到最大;在胚根伸长阶段,从种子刚萌发到胚根伸长0.5 cm,SrDOG1的表达再次出现显著的降低,之后直到胚根伸长到2cm,SrDOG1表达量基本维持不变。表明种子萌发后SrDOG1的表达水平显著降低,且萌发后SrDOG1的表达基本维持在较低水平;4.SrDOG1在种子中的表达集中于胚部位。表达部位分析表明,SrDOG1在种子胚中的表达量显著高于胚乳和胚乳帽,约为胚乳的5倍、胚乳帽的3倍。因此胚部位可能是SrDOG1的主要表达场所;5.在刺萼龙葵植株生长期间,SrDOG1在根茎叶中的表达水平整体偏低。SrDOG1在根部的表达量以子叶期最高,之后逐步降低,至三叶期基本保持不变;茎杆中SrDOG1表达量较根部低,且在整个生长过程中基本变化不大;叶片中SrDOG1的表达水平以子叶期最高,表达量与茎秆差异不大,之后逐渐降低至不能检出;6.刺萼龙葵繁殖器官中SrDOG1的表达水平差异显著。SrDOG1基因的表达以成熟期的果实最高,座果期的花次之,在花蕾及座果期的果实中最低。表明SrDOG1基因不仅参与种子休眠调控,可能还参与调控刺萼龙葵生活史中其他代谢过程。