蓮霧調(diào)控開花基因SsSOC1 的克隆及表達分析

摘 要：SOC1（SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CONSTANS 1）是植物中的一個開花時間調(diào)節(jié)因子，屬于MADS-box 轉(zhuǎn)錄因子家族，在植物從營養(yǎng)生長向生殖生長的轉(zhuǎn)變中發(fā)揮關(guān)鍵作用。SOC1 參與多種生物過程，包括花器官發(fā)育、開花時間控制以及對環(huán)境刺激和激素信號的響應(yīng)。本研究通過遮蔭和噴施樂斯本的方式對蓮霧進行催花處理，統(tǒng)計處理后的葉芽和花芽數(shù)量以及成花枝率，同時，利用課題組現(xiàn)有的蓮霧轉(zhuǎn)錄組進行分析，篩選出調(diào)控蓮霧開花的候選基因SsSOC1，并通過實時熒光定量PCR 技術(shù)研究遮蔭處理和噴施樂斯本藥劑處理下蓮霧不同時期和組織中SsSOC1 表達量的差異。結(jié)果顯示：經(jīng)過遮蔭處理的蓮霧樹體芽點、葉片、葉尖以及葉柄中的SsSOC1 基因表達量顯著增加，其中葉尖的相對表達量最高。本研究成功克隆了蓮霧黑糖芭比品種的SsSOC1 基因，并利用生物信息學方法對其進行啟動子分析、蛋白理化性質(zhì)分析、保守功能域的預測和序列比對。結(jié)果表明：SsSOC1 基因的開放閱讀框長度為654 bp，共編碼217 個氨基酸，其編碼蛋白的理論等電點為9.37，分子式為C1076H1794N322O334S10，分子量為24.91 kDa，帶正電荷氨基酸殘基總數(shù)（Lys+Arg）為40，帶負電荷氨基酸殘基總數(shù)（Asp+Glu）為32，脂肪系數(shù)為80.64，總平均親水性系數(shù)（GRAVY）為–0.729，不穩(wěn)定系數(shù)為66.17；蓮霧SsSOC1 蛋白結(jié)構(gòu)不含β-折疊，不屬于分泌蛋白與膜結(jié)構(gòu)蛋白，亞細胞定位顯示其主要存在于細胞核中，屬于不穩(wěn)定的親水性堿性蛋白，該蛋白具有MADS_MEF2_like 和K-Box保守結(jié)構(gòu)域，同時隸屬于MADS 超級家族和K-Box 超級家族，該結(jié)構(gòu)域的起止氨基酸位點為第3～75 位和第88～171 位，符合MADS 蛋白家族與K-Box 家族的典型結(jié)構(gòu)特征；系統(tǒng)進化樹分析顯示，蓮霧SsSOC1 序列與油葉蒲桃的同源性最高；通過花序侵染法將SsSOC1 基因轉(zhuǎn)化擬南芥，發(fā)現(xiàn)35S：：SsSOC1 表現(xiàn)出早花表型，蓮座葉數(shù)量比野生型要少。本研究初步確定了SsSOC1 基因在成花方面的重要作用，并揭示蓮霧遮蔭與成花相關(guān)的內(nèi)在調(diào)控機理，為蓮霧生產(chǎn)提供指導意義，以及為蓮霧反季節(jié)栽培技術(shù)改良提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：蓮霧；成花；SsSOC1；基因克?。晦D(zhuǎn)錄活性分析；表達模式分析

中圖分類號：S432.1 文獻標志碼：A

蓮霧[Syzygium samarangense （BI.） Merr.etPerry]是桃金娘科蒲桃屬常綠果樹，又名洋蒲桃，被譽為“水果皇帝”，以其清甜的口味和高水分含量而深受東南亞地區(qū)消費者的喜愛[1]。蓮霧最先被引進我國臺灣，目前在廣東、廣西、福建等地大規(guī)模種植[2]。蓮霧具有一年多次開花結(jié)果的特點，但主要開花結(jié)果時期在夏季。南方夏季高溫多雨，容易遭受到病蟲害的侵襲，導致果實品質(zhì)參差不齊，而且夏季水果大量上市，價格不具優(yōu)勢，因此科研人員對蓮霧的產(chǎn)期調(diào)節(jié)技術(shù)開展了較多研究[3]。

對于大多數(shù)植物而言，遮蔭會導致光線不足，限制植株的生長和發(fā)育，導致徒長和過度的營養(yǎng)生長，從而引起營養(yǎng)器官與生殖器官之間的競爭，不利于開花。然而，對于蓮霧來說，遮蔭處理卻具有促進開花的作用[4]。遮蔭處理可以使蓮霧的葉芽和花芽進入休眠狀態(tài)，控制新梢的生長抽生，減少整個樹體養(yǎng)分的消耗，提高蓮霧的開花率[5]。早期的研究者對蓮霧的印度紅品種進行了產(chǎn)期調(diào)控實驗[6]，通過噴施蓮霧促花靈、多效唑和催花劑，結(jié)合環(huán)剝、遮蔭、斷根等措施，實現(xiàn)了印度紅蓮霧反季節(jié)開花，并獲得了比正造果更好的品質(zhì)和更高的經(jīng)濟效益。研究發(fā)現(xiàn)，樂斯本可以促進蓮霧提前開花，但其促進蓮霧開花的機制并未明晰。最近，一些學者開始對蓮霧的基因組學進行研究，挖掘與蓮霧生長發(fā)育相關(guān)的基因，但這些基因大多數(shù)與蓮霧果實成熟相關(guān)[7-8]，有關(guān)蓮霧開花相關(guān)基因的研究報道較少。

SOC1（SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSIONOF CONSTANS 1）及其同源基因編碼MADS-box家族轉(zhuǎn)錄因子[9]，影響植物的成花過程。SOC1 通常作為生殖階段轉(zhuǎn)換的潛在標記基因[10]，在擬南芥中，AtSOC1 過表達的植株表現(xiàn)出早花的現(xiàn)象，并且相較于野生型植株，AtSOC1 過表達的植株蓮座葉數(shù)量較少，表明SOC1 在調(diào)控擬南芥開花中起重要作用。SOC1 通過多種途徑促進植物開花[11]，它整合來自長日照、自主和春化途徑的多種開花信號并參與花發(fā)育[12-13]。此外，它還整合了來自植物年齡和赤霉素的開花信號[14]，是植物開花信號的重要整合子。在光周期途徑中，CO（CONSTANS）并不直接作用于SOC1，而是激活FT（FLOWERING LOCUS T）后再調(diào)控SOC1[15]。

研究發(fā)現(xiàn)，即使關(guān)閉FT 與SOC1 之間的作用通路，赤霉素途徑仍能激活SOC1[16]。目前對于蓮霧SOC1 基因的功能分析未見報道。為此，本研究開展SsSOC1 基因的功能分析，為進一步研究SsSOC1 在蓮霧成花等方面的功能提供理論依據(jù)和參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 植物材料

供試材料為8 年生黑糖芭比蓮霧品種，采自廣州市天河區(qū)華南農(nóng)業(yè)大學果園（23°9?40?N，113°21?18?E）。轉(zhuǎn)基因?qū)嶒炗貌牧蠟楦鐐惐葋喴吧蛿M南芥（Columbia-0）。

1.1.2 菌株及載體

植物雙元表達載體pGreenII-35S-C1 由高用順老師惠贈；pMD18-T 購自TaKaRa 公司；大腸桿菌菌株DH5α、根癌農(nóng)桿菌菌株GV3101 購自上海唯地生物技術(shù)有限公司購。

1.1.3 主要試劑

多糖多酚植物總RNA 提取試劑盒（RNA prep Pure）、植物基因組DNA 提取試劑盒（離心柱型）購自天根生化科技（北京）有限公司；RNA 反轉(zhuǎn)錄試劑盒[HiScript? II Q RTSuperMix for qPCR（+gDNA wiper）]、同源重組試劑盒（ClonExpress?Ⅱ One Step Cloning Kit）購自諾唯贊（南京）公司；qPCR 試劑（HieffUNICON? Power qPCR SYBR Green MasterMix）、菌落PCR 鑒定試劑（Hieff? PCR MasterMix）購自翌圣生物科技（上海）有限公司；PCR高保真酶（PrimeSTAR? Max DNA Polymerase）購自寶生生物工程（大連）有限公司；限制性內(nèi)切酶、瓊脂糖凝膠回收試劑盒、質(zhì)粒提取試劑盒、氨芐青霉素（Amp）、卡那霉素（Kan）、利福平（Rif）、LB 培養(yǎng)基、Glufosinate Ammonium 10%Solution（Basta）購自生工生物工程（上海）股份有限公司。

1.1.4 引物

內(nèi)參基因選用β -actin 基因，使用Primer Premier 5.0（Premier 公司）軟件設(shè)計引物（表1），委托生工生物工程（上海）股份有限公司合成。qRT-PCR 采用LightCycler? 480 Real-Time PCR system 儀器（Roche， Basel， Switzerland）。熒光定量采用艾科瑞（湖南）生物的SYBRGreen Pro TagHS 預混型qPCR 試劑盒。

1.2 方法

1.2.1 遮蔭處理后蓮霧花芽、成花枝率及枝梢長度的統(tǒng)計

為了探究遮蔭處理對黑糖芭比蓮霧樹體成花的影響，分別記錄未經(jīng)遮蔭處理[對照組，光合有效外輻射（ PARe ）： （1448.9±41.3）μmol/（m2·s），0%遮蔭率]與經(jīng)過遮蔭處理[處理組，PARe：（145.2±12.1）μmol/（m2·s），90%遮蔭率]在解除遮蔭處理后21 d 時的花芽數(shù)、成花枝率（以成花枝的數(shù)量除蓮霧樹體總成熟枝數(shù)）以及枝梢長度。

1.2.2 遮蔭對蓮霧SsSOC1 基因表達水平的影響分析

在遮蔭期間，每隔3 d 采集1 次芽點（在對照組中為葉芽，處理組中為花芽）、葉片、葉尖以及葉柄。采集后的各個組織立即用液氮進行冷凍處理，于–80 ℃冰箱保存，之后進行RNA 提取再反轉(zhuǎn)錄為cDNA。利用qRT-PCR 技術(shù)進行SsSOC1 基因不同組織的表達模式分析。反應(yīng)體系：cDNA 稀釋模板3 μL，Primer F（0.25 μmol/L）1 μL，Primer R（0.25 μmol/L）1 μL，SYBR GreenPCR Master mix 5 μL。反應(yīng)程序參照qPCR 試劑（ Hieff UNICON? Power qPCR SYBR GreenMaster Mix）說明書。

1.2.3 生物信息學分析 基于轉(zhuǎn)錄組篩選出合適的序列，在NCBI 數(shù)據(jù)庫使用ORF finder 工具找到最長開放閱讀框（ORF），根據(jù)最長ORF 區(qū)設(shè)計引物進行克隆測序。利用在線工具（表2）對SsSOC1 進行生物信息學分析。通過NCBI 數(shù)據(jù)庫的BLAST 功能篩選與SsSOC1 基因相似的不同于蓮霧的其他物種中的SOC1 基因，獲得其蛋白質(zhì)序列，利用MEGA 7.0 軟件中的NJ 法對其構(gòu)建進化樹，其中boostrap 設(shè)置為1000，用以驗證可信度。

1.2.4 目的基因克隆及載體構(gòu)建

使用多糖多酚植物總RNA 提取試劑盒提取蓮霧總RNA，得到RNA 樣品后，取1 μL 樣品使用Thermo scientificNanoDrop 2000 測定總RNA 濃度及純度。取2 μL樣品通過瓊脂糖凝膠電泳檢查RNA 的完整性和濃度。用RNA 反轉(zhuǎn)錄試劑盒進行反轉(zhuǎn)錄獲得cDNA，用于基因擴增。利用課題組現(xiàn)有的蓮霧轉(zhuǎn)錄組查找到SsSOC1 序列（Unigene0006265）后，于Primer Premier 5.0 軟件設(shè)計SsSOC1 的擴增引物（SsSOC1-pMD18-T-F，SsSOC1-pMD18-T-R，表1）。以反轉(zhuǎn)錄后所得cDNA 為模板，PCR 擴增SsSOC1 編碼區(qū)片段，反應(yīng)體系：2×PCR buffer forKOD FX 25 μL ， 2 mmol/L dNTPs 10 μL ，10 pmol/μL 正/反引物各1.5 μL，Template cDNA1 μL，KOD FX（1.0 U/μL）1 μL，ddH2O 補充至50 μL。反應(yīng)程序為：94 ℃預變性2 min；98 ℃10 s，58 ℃ 30 s，68 ℃ 2 min，35 個循環(huán)。4 ℃保存。擴增產(chǎn)物2 μL 經(jīng)1%瓊脂糖凝膠電泳檢測確定目的片段大小后，采用瓊脂糖凝膠回收試劑盒進行回收。目的片段經(jīng)過回收后采用同源重組試劑盒與pMD18-T 載體連接，連接后均勻涂布于含100 mg/mL Amp 抗性的LB 固體培養(yǎng)基上，平板倒置，37 ℃培養(yǎng)12 h。使用無菌的槍頭將單個菌落挑至20 mL 滅菌水中混勻，37 ℃孵育30 min。取1 μL 作為PCR 模板，進行菌液PCR 及電泳鑒定，將含有目的基因片段加入含100 mg/mL Amp的LB 液體培養(yǎng)基中，37 ℃ 200 r/min 振蕩培養(yǎng)8 h 后，送至生工生物工程（上海）股份有限公司測序。測序驗證后用質(zhì)粒提取試劑盒提取pMD18-T-SsSOC1 質(zhì)粒。以pMD18-T-SsSOC1 載體質(zhì)粒為模板，使用引物（SsSOC1-C1- F/SsSOC1-C1-R）對其進行PCR 擴增，使用Hind III 和Xba I 限制性內(nèi)切酶對pGreen II-35S-C1 載體進行酶切。以未酶切質(zhì)粒為對照采用1%瓊脂糖凝膠進行電泳檢測。隨后進行切膠回收。純化后的目的基因片段與線性化功能載體使用同源重組試劑盒將pGreenII-35S-C1 載體與SsSOC1 基因片段連接。反應(yīng)體系：SsSOC1 基因片段100 ng，pGreenII-35S-C1 線性化載體100 ng，5×CE II Buffer 4 μL，ddH2O 補充至20 μL。反應(yīng)程序為：37 ℃ 30 min，0 ℃ 5 min。隨后轉(zhuǎn)化至DH5α，挑取單克隆菌落進行菌落PCR 鑒定，鑒定完成后送至生工生物工程（上海）股份有限公司測序，測序正確的菌株進行擴大培養(yǎng)，抽提質(zhì)粒保存。

1.2.5 農(nóng)桿菌介導的擬南芥過表達實驗

取100 ng pGreenII-35S-C1-SsSOC1 質(zhì)粒加入50 μL農(nóng)桿菌感受態(tài)（GV3101）中，撥打混勻，冰上靜置5 min，液氮5 min，37 ℃水浴5 min，冰浴5 min；加入700 μL 無抗生素的LB 液體培養(yǎng)基，于28 ℃，200 r/min 振蕩培養(yǎng)3 h；6000 r/min 離心1 min；留取100 μL 左右上清液輕輕吹打重懸，將菌塊涂布于含Rif 25 mg/L+Kan 50 mg/L 的LB 平板上倒置，28 ℃培養(yǎng)2 d。挑取單克隆菌落進行菌落PCR鑒定，最后將檢測正確的農(nóng)桿菌保存于10%甘油中，并于–80 ℃保存。采用花序浸染法[17]進行擬南芥的遺傳轉(zhuǎn)化，含有重組質(zhì)粒的上述甘油農(nóng)桿菌，在含有Rif 25 mg/L+Kan 50 mg/L 的LB 平板上劃線，于28 ℃，200 r/min 振蕩培養(yǎng)16 h。吸取4 mL 搖濃的菌液加入到200 mL 含相應(yīng)抗生素的LB 液體培養(yǎng)基中，28 ℃，200 r/min，培養(yǎng)至OD600=1.0；5000 r/min 離心10 min，收集細胞并懸浮于0.5%蔗糖滲透培養(yǎng)液（含有0.02% Silwet-77），調(diào)整OD600=0.8；將盛花期擬南芥花完全浸入農(nóng)桿菌懸浮液中侵染2 min，放入黑色托盤中，置于黑暗環(huán)境下避光培養(yǎng)24 h 后于正常光照下培養(yǎng)。

1.2.6 陽性苗的鑒定

將收取到的T0 代種子經(jīng)過4 ℃低溫浸泡后均勻播撒在花盤中，在生長條件為23 ℃，長日照（16 h/8 h）培養(yǎng)室中培養(yǎng)。培養(yǎng)至1 周左右時（子葉展平），噴施0.1%Basta 進行篩選。取葉片組織提取DNA 和RNA，隨后進行1%瓊脂糖凝膠電泳和定量PCR 的測定，對檢測正確的陽性苗和野生型植株進行跟蹤觀察，待擬南芥抽薹開花長至1 cm 時，統(tǒng)計所需天數(shù)以及蓮座葉數(shù)量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用Excel、SPSS（v 26.0）軟件進行統(tǒng)計分析和差異顯著性分析，使用GraphPad Prism（v8.0.2）軟件制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 遮蔭處理對蓮霧成花的影響

遮蔭處理對蓮霧樹體中的花芽數(shù)、成花枝率及新梢長度有著顯著的影響（圖1），經(jīng)過遮蔭處理（T）的花芽數(shù)比未經(jīng)遮蔭處理（CK）高123.39%。同時，處理組的成花枝率比對照組高115.06%。而處理組蓮霧樹體的新梢長度明顯短于對照組，表明一定程度的遮蔭處理會減短新梢長度。

2.2 遮蔭處理對蓮霧不同組織部位中SsSOC1基因表達水平的影響

在對照組的各個組織中，SsSOC1 的相對表達量差異不大，且數(shù)值較低。但遮蔭處理組蓮霧的芽點、葉片、葉尖以及葉柄中的SsSOC1 相對表達量均增加，其中，葉尖中的SsSOC1 相對表達量最高，是對照組的10 倍；葉柄中的SsSOC1 相對表達量與對照組之間差異最大，是對照組的14倍；處理組花芽中的SsSOC1 相對表達量是對照組葉芽的4 倍（圖2）。

2.3 SsSOC1 基因的克隆

本研究從黑糖芭比蓮霧葉片中提取總RNA，并用1%濃度的瓊脂糖膠檢測其質(zhì)量，膠圖顯示質(zhì)量良好（圖3A）。反轉(zhuǎn)錄成cDNA 后，以其為模板，用PCR 擴增出SsSOC1 編碼區(qū)序列，獲得全長654 bp 的目的基因（圖3B）。為驗證得到的SsSOC1序列的準確性，將擴增的SsSOC1 編碼區(qū)序列與pMD18-T 載體進行連接并測序，測序結(jié)果發(fā)現(xiàn)擴增獲得的基因序列與轉(zhuǎn)錄組中對應(yīng)的基因序列完全一致（Unigene0006265），成功得到目的基因SsSOC1（圖3C）。

2.4 SsSOC1 蛋白序列結(jié)構(gòu)分析

利用相關(guān)在線工具對蓮霧的SsSOC1 蛋白進行生物信息學分析，結(jié)果顯示，SsSOC1 蛋白的理論等電點為9.37，分子式為C1076H1794N322O334S10，分子量為24.91 kDa，帶正電荷氨基酸殘基總數(shù)（Lys+Arg）為40，帶負電荷氨基酸殘基總數(shù)（Asp+Glu）為32，脂肪系數(shù)為80.64，總平均親水性系數(shù)（GRAVY）為–0.729，不穩(wěn)定系數(shù)為66.17；SsSOC1 蛋白親水性最低點值為–3.144，疏水性最高點值為2.122（圖4A），推測該蛋白為親水性蛋白；SsSOC1 蛋白二級結(jié)構(gòu)中α-螺旋占比最高，為60.83%，延伸鏈和無規(guī)則卷曲占比分別為9.22%、25.81%，無β-折疊（圖4B），SsSOC1 蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)的預測見圖4C；SsSOC1 蛋白具有MADS_MEF2_like 和K-Box 保守結(jié)構(gòu)域，同時隸屬于MADS 超級家族和K-Box 超級家族，該結(jié)構(gòu)域的起止氨基酸位點為第3～75 位和第88～171 位，符合MADS蛋白家族與K-Box 家族的典型結(jié)構(gòu)特征（圖4D）；SsSOC1 蛋白的信號肽預測顯示SsSOC1蛋白不含信號肽（圖4E）；SsSOC1 蛋白的跨膜區(qū)域檢測和亞細胞定位預測結(jié)果顯示，該蛋白不是分泌蛋白與膜結(jié)構(gòu)蛋白，定位于細胞核中（圖4F）。

2.5 SsSOC1 蛋白同源序列比對及系統(tǒng)進化分析

通過NCBI 數(shù)據(jù)庫中的BLAST 功能對SsSOC1 的氨基酸序列與油葉蒲桃（Syzygiumoleosum）、大桉（Eucalyptus grandis）、銀葉玫瑰木（Rhodamnia argentea）、胡桃（Juglans regia）、歐洲榛（Corylus avellana）、小果胡桃與核桃雜交種（Juglans microcarpa × Juglans regia）、棗（Ziziphus jujuba）、歐洲凱木（Alnus glutinosa）、美國山核桃（Carya illinoinensis）、可可（Theobromacacao）、楊梅（Morella rubra）、石榴（Punicagranatum）、白櫟（Quercus lobata）、榴蓮（Duriozibethinus）、山核桃（Carya cathayensis）、川桑（Morus notabilis）等16 種植物的SOC1 氨基酸序列進行比對分析，結(jié)果顯示，蓮霧SsSOC1 蛋白序列與油葉蒲桃的同源性最高，相似度高達99.08%，而與川桑的蛋白序列同源性最低，相似度只有78.24%（圖5A）。利用MEGA 7 軟件構(gòu)建SsSOC1 氨基酸序列與以上16 個物種的SOC1 氨基酸序列的系統(tǒng)進化樹（圖5B），發(fā)現(xiàn)蓮霧與油葉蒲桃聚于同一分支，親緣關(guān)系相比其他物種最近，而與小果胡桃與核桃雜交種、胡桃的親緣關(guān)系則較遠。

2.6 SsSOC1 基因的功能分析

為了驗證蓮霧SsSOC1 基因的功能，本研究構(gòu)建過表達載體35S：：SsSOC1，并將其轉(zhuǎn)入哥倫比亞野生型擬南芥中，通過噴施Basta 和PCR 鑒定篩選轉(zhuǎn)基因植株，觀察轉(zhuǎn)基因的開花相關(guān)表型，并統(tǒng)計T1 和T2 代的開花時間和蓮座葉數(shù)量。通過觀察轉(zhuǎn)基因后代表型，并與野生型擬南芥（WT）進行比較，發(fā)現(xiàn)35S：：SsSOC1 株系營養(yǎng)生長期明顯短于野生型植株，并且其抽薹時間顯著提前（圖6A），在抽薹開花時，葉片數(shù)量與野生型相比明顯減少（圖6B），成功轉(zhuǎn)入SsSOC1 基因的植株平均提早8 d 開花（圖6C）。結(jié)果表明成功轉(zhuǎn)入SsSOC1 基因能夠使擬南芥的開花時間提前。

3 討論

遮蔭對蓮霧的開花時間已經(jīng)有相關(guān)報道[18]。目前，大多數(shù)蓮霧種植者使用遮蔭技術(shù)結(jié)合化學調(diào)控來調(diào)節(jié)蓮霧的開花，然而這種調(diào)控機制的具體原理仍知之甚少。遮蔭對植物的生長影響復雜，不同植物受到的影響也各不相同。遮蔭對紅椿（Toonaciliata）、香樟（Cinnamomum camphora）[19]幼苗和擬單性木蘭（Parakmeria yunnanensis）[20]不利，會顯著抑制苗高和地徑。然而，對于移栽期的超級水稻，遮蔭后植株高度顯著增加[21]。此外，遮蔭也促進了油茶（Camellia oleifera）的營養(yǎng)生長[22]。

本課題組前期已對SsSOC1 基因和SsCOP1基因進行了基礎(chǔ)的功能驗證，并初步探究了遮蔭處理對蓮霧光合特性的影響[3]。本研究基于前期研究結(jié)果展開更為細致的探索，重點分析SsSOC1 的結(jié)構(gòu)、特性以及其在蓮霧中的具體作用。

SOC1 在對植物成花的過程發(fā)揮著重要的作用，是花器官分生組織形成過程中的關(guān)鍵基因之一，其能夠整合外界以及內(nèi)在因素等各種信號，從而激活下游花器官發(fā)育相關(guān)基因[23]。經(jīng)過遮蔭處理蓮霧的葉片、花芽、葉尖以及葉柄中SsSOC1相對表達量都增加。其中，葉尖在處理組中SsSOC1相對表達量最高，葉柄中SsSOC1 的相對表達量在處理組與對照組之間的差異最大。

SOC1 基因編碼的轉(zhuǎn)錄因子，是典型的MIKC蛋白[24]。本研究克隆了蓮霧的SOC1 基因并命名為SsSOC1，利用ProtParam、ProtScale 以及Prabi等在線工具對SsSOC1 進行生物信息學分析發(fā)現(xiàn)，SsSOC1 中不存在β-折疊，α-螺旋占比最高，其屬于不穩(wěn)定親水性蛋白質(zhì)，不含信號肽且無跨膜結(jié)構(gòu)，不屬于分泌蛋白和膜結(jié)構(gòu)蛋白，定位于細胞核。保守結(jié)構(gòu)域分析發(fā)現(xiàn)SsSOC1 中存在MADS_MEF2_like 和K-Box 保守結(jié)構(gòu)域。通過多重序列比對以及構(gòu)建進化樹發(fā)現(xiàn)SsSOC1 蛋白與油葉蒲桃SOC1 蛋白的同源性最高，與其他植物的SOC1序列同源性均在75%以上，表明SOC1 序列在多數(shù)物種中具有著極大的保守性，這對于今后分析蓮霧中K-box 基因家族具有重要的便利性，可通過了解其他物種K-box 基因家族中SOC1 基因的功能機制，推測蓮霧SOC1 基因的詳細表達模式和作用機制。

據(jù)報道，過表達SOC1 基因可以促進植株提前開花，而SOC1 基因突變體則會導致植株開花延遲[25]。本研究轉(zhuǎn)入SsSOC1 基因的植株開花時間早于野生型植株，并且蓮座葉數(shù)量顯著少于野生型植株。這成功驗證了SsSOC1 基因的轉(zhuǎn)入對提早開花表型的促進作用，與預期效果一致。

果樹的產(chǎn)量在一定程度上決定于當年開花的數(shù)量以及質(zhì)量。蓮霧是我國新興果樹品種，經(jīng)濟效益較高，但其開花數(shù)量及時間的不穩(wěn)定極大地限制了其經(jīng)濟效益，本研究能夠為今后培育一年內(nèi)多次開花、反季節(jié)開花并且高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的蓮霧品種提供一定的指導，同時本研究基于蓮霧基因組學，對蓮霧中SOC1 基因編碼的蛋白特征、進化關(guān)系以及其在不同時期不同組織的表達差異進行分析，初步鑒定了調(diào)控蓮霧開花的主要基因之一的SsSOC1，并且對其進行了基因驗證得出了較好的實驗結(jié)果，為深入揭示蓮霧開花結(jié)實過程中SOC1 基因的調(diào)控機制奠定基礎(chǔ)。

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基金項目 國家自然科學基金項目（No. 32072515）；廣州市重點研發(fā)計劃項目（No. 202206010023）。