AG-WUS-PcG-lncRNA互作对梅多雌蕊发育的调控

The perfect flower usually contains one normal pistil in Mei, but novel species, such as the ‘Pinzimei’, usually contain more than two pistils, and then some develop normally after pollination and form a phenotype, one flower owns two to four fruits, which can greatly improve the ornamental value and yield in Mei. We are planning to take the monocarpous cultivar ‘Qingjia #2’ and the apocarpous cultivar ‘Pinzimei’ as research meterials to study the molecular mechanism for apocapous forming. Firstly, the phenological period of two cultivars should be observed, and then we need to confirm the critical period of apocarpous by using section, and detect the mRNA expression level of AGAMOUS (AG) and WUSCHEL (WUS) by using in situ hybridization and the protein expression level of AG and H3K27me3 by Western blot, respectively. Furthermore, the occupancy of AG and enrichment of H3K27me3 at WUS should be identified by using ChIP (Chromatin Immunoprecipitation) in both two cultivars. Finally, we hope to screen differentially expressed long noncoding RNAs (lncRNAs) related to PcG by lncRNA-Seq and then present a regulatory model of AG-WUS-PcG-lncRNA in apocarpous Mei.

梅完全花中通常含有一枚正常发育的雌蕊，但是有少数品种，例如‘品字梅’等，通常含有三至数枚雌蕊，其中部分能够在授粉后正常发育，形成一花多果的表型，可以大大提高果梅观赏价值及产量。本项目拟以一花一雌蕊品种‘青佳2号’和一花多雌蕊品种‘品字梅’为研究对象，通过物候期观察‘品字梅’多雌蕊现象，采用石蜡切片等解剖学研究来确定多雌蕊分化过程的关键时期；利用原位杂交技术观察 AGAMOUS（AG）、WUSCHEL（WUS）在花芽中的表达情况；检测AG及H3K27me3蛋白表达量情况，随后进行染色体免疫共沉淀反应（Chromatin Immunoprecipitation，ChIP），鉴定AG及H3K27me3蛋白与WUS的结合情况同时筛选两个品种间的差异表达的与PcG相关的long noncoding RNA（lncRNA）以提出AG-WUS-PcG-lncRNA在梅多雌蕊分化过程中的调

梅（Prunus mume Sieb.et Zucc.）是原产于中国的蔷薇科植物，是一种重要的加工型果树。梅完全花中通常含有一枚正常发育的雌蕊，但是有少数品种含有三至数枚雌蕊，能够在授粉后正常发育，形成一花多果，或者败育影响果实品质。本试验选择单雌蕊品种‘青佳2号’（QJN2）和多雌蕊品种‘大羽’（DY）为材料，研究多雌蕊形成机制。.通过观察两个品种的柱头、雌蕊中部和底部区域发现，这两个雌蕊类型拥有相似的表皮细胞形状。通过测定雌蕊分化进程中激素含量变化发现：雌蕊分化前期DY中GA3含量显著高于QJN2，而在雌蕊分化期，DY中IAA和ZT含量显著高于QJN2。.通过western blot实验发现，果梅QJN2和DY花芽中拥有AG和H3K27me3蛋白表达，通过Chip发现，QJN2在WUS 1、WUS 2和WUS 3位点与AG蛋白的结合高于DY，免疫沉淀纯化后得到的DNA量显著高于DY；而QJN2仅在WUS 2位点组蛋白修饰高于DY，免疫沉淀纯化后得到的DNA量显著高于DY，基因表达被抑制。.Long non-coding RNAs（lncRNA）是一类不编码蛋白，长度在200 bp以上RNA分子。目前，lncRNAs通过其调控功能在基因调控、发育过程等方面具有重要作用。本试验通过RNA-seq研究梅雌蕊发育过程中lncRNAs特征和差异，在QJN2和DY中共筛选出186个差异表达unique lncRNAs、1638个差异表达基因以及89个差异表达novel lncRNAs；预测到421个基因与差异表达unique lncRNAs互作，254个基因与差异表达novel lncRNAs互作。153个miRNAs与100个差异表达unique lncRNAs互作，112个miRNAs与55个差异表达novel lncRNAs互作。lncRNA XR_514690.2预测靶标ppe-miR72d。通过qRT-PCR分析发现，lncRNA XR_514690.2下调表达miR172d并且上调表达AP2。而下调表达的novel lncRNA TCONS_00032517通过与ppe-miR160a/b靶标作用限制A-ARR genes。进而导致DY中较高的细胞分裂素促进AP2的表达。这一调控模式促进花中心干细胞终止。