矮牵牛RCW 基因的克隆及功能分析

花色是植物的重要性状，其形成受多种因素影响。为了进一步解析矮牵牛花瓣呈色的分子机制，我们以生物信息分析、基因克隆、基因表达分析、基因沉默等技术，在矮牵牛中克隆和鉴定了一个影响花瓣呈色的基因RCW。不同矮牵牛组织中进行表达分析表明，该基因在雄蕊、雌蕊、花瓣、叶片、根、茎、萼片中都表达，但是在花瓣中的表达随着花瓣发育逐渐增强；并且受到AN1、 AN11、 PH3等转录因子的调控。在矮牵牛品种M1伊V30中进行 RNAi 沉默 RCW 基因的表达，其花瓣中的 pH值与对照相比明显降低，花瓣呈现更深的紫色。对 RCW 编码的蛋白进行亚细胞定位发现其位于内质网、高尔基的膜系统上，表明其可能参与 pH相关蛋白的转运过程。因此，RCW 基因在矮牵牛花瓣细胞中的功能，主要是通过参与 pH相关蛋白的转运，调控花瓣液泡中的 pH环境，从而影响花瓣的呈色过程。本研究为全面揭示矮牵牛花瓣呈色的分子机制提供了重要依据，并为今后通过分子育种手段改变植物花色提供了理论基础。