菊花花瓣伸长相关基因CmXTHs 的克隆与功能验证

温立柱，孙 霞，任 红，樊红梅，于媛媛，郭芸珲，郑成淑*

山东农业大学园艺科学与工程学院，山东省中日韩菊花国际合作研究中心，山东泰安 271018

出版日期:2017-11-25发布日期:2017-11-25

Cloning and Functional Verification of Chrysanthemum CmXTHs Genes#br#Related to Petal Elongation

WEN Lizhu，SUN Xia，REN Hong，FAN Hongmei，YU Yuanyuan，GUO Yunhui，and ZHENG Chengshu*

Department of Mechatronic Engineering，Shandong Agricultural University，Chrysanthemum Research Center of China，
Japan and Korea in Shandong Province，Tai’an，Shandong 271018，China

Online:2017-11-25Published:2017-11-25

摘要/Abstract

摘要： 从杭白菊（Chrysanthemum morifolium‘Hangbaiju’）中克隆了4 个细胞壁松弛和伸展相关的
木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶基因，分别命名为CmXTH1、CmXTH2、CmXTH3 和CmXTH4，序列分析表
明其编码的氨基酸序列N 端都含有23 ~ 30 个氨基酸组成的信号肽区域和保守的催化活性位点DE（I/L）
DEFLG 以及紧邻的N（R/A）T 组成的N 端糖基化位点，CmXTH1/2/3 的C 端均含有4 个保守的半胱氨
酸残基，CmXTH1/2/3/4 蛋白的相似度为66.2%。系统进化分析结果表明，CmXTH1/2/3 属于XTH 家族Ⅰ
组，CmXTH4 属于Ⅱ组。实时荧光定量结果表明：（1）菊花CmXTH1/2/3/4 在根、茎、叶和花蕾中均有表
达。CmXTH1 在根中表达量较高，CmXTH2/3 在茎中表达量较高，CmXTH4 在花蕾中表达量最高。（2）
CmXTH1/2/3/4 在花序不同部位表达量有差异，CmXTH1/4 在舌状花中表达量最高，CmXTH2/3 在筒状花
中表达量较高。（3）CmXTH1/2/3/4 在舌状花不同发育阶段表达量差异显著，CmXTH1/2 在盛花期表达量
最高，CmXTH3 在衰老期表达量最高，CmXTH4 在初开期表达量最高。病毒诱导基因沉默结果表明，
CmXTH1/2/3/4 沉默系的花序直径和舌状花长度与对照相比均有所减小，其中CmXTH4 沉默系减小最大，
分别减小了25.67%和10.42%，舌状花花瓣表皮细胞与对照相比明显变小，影响了舌状花花瓣的伸长；
CmXTH2 沉默系的筒状花雄蕊长度和CmXTH4 沉默系的花萼直径分别与对照相比显著减小。这表明菊花
CmXTH1/2/3/4 基因参与了花序的开放，促进了舌状花花瓣的伸长，对于菊花的花序增大具有重要作用。

引用本文

温立柱，孙 霞，任 红，樊红梅，于媛媛，郭芸珲，郑成淑*. 菊花花瓣伸长相关基因CmXTHs 的克隆与功能验证[J]. 园艺学报, 2017, 44(11): 2150-2162.
WEN Lizhu，SUN Xia，REN Hong，FAN Hongmei，YU Yuanyuan，GUO Yunhui，and ZHENG Chengshu*. Cloning and Functional Verification of Chrysanthemum CmXTHs Genes#br#Related to Petal Elongation[J]. ACTA HORTICULTURAE SINICA, 2017, 44(11): 2150-2162.





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