百合雌蕊中杂交亲和性与不亲和性差异表达基因分析

摘要

东方百合与卷瓣组野生百合杂交(简称OS组合),属于亲缘关系最远的组间杂交,杂交障碍最大。挖掘雌蕊中杂交亲和性与不亲和性差异表达基因,有可能解释不亲和性杂交中引起花粉管定向生长异常的机理,进而阐明不亲和性杂交的分子机理,为实施克服杂交不亲和障碍技术措施提供依据。本研究采用抑制消减杂交技术(SSH技术),分别以不亲和性杂交和亲和性杂交的东方百合雌蕊为试验组(tester)和驱动组(driver),建立正向抑制消减杂交文库,随机挑选180个阳性克隆,经过测序、去劣、去冗余、序列比对,有113个EST与数据库中的已知序列具有同源性,最终获得10个差异表达基因。采用RT-PCR技术对10个差异表达基因进行验证,其中有1个基因在不亲和性杂交的雌蕊中表达上调、7个基因表达下调、2个基因无明显变化。对差异表达基因进行功能注释及分类,差异表达基因主要集中于信号转导(包括丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶PP2A-3、钙依赖蛋白激酶CDPK、小G结合蛋白)、抗逆防御(包括分子伴侣(clp B)、过氧化氢酶CAT2)、转运(包括质膜ATPase、焦磷酸酶质子泵)、蛋白命运(包括60S核糖体蛋白)等功能类别。据此推测,在东方百合×山丹组(系)间不亲合性杂交育种过程中,可能引起雌蕊与花粉管信号交流异常、物质转运能力减弱和雌蕊耐受逆境能力降低,从而导致杂交不亲和性。