茄科植物形态的丰富多样性与基因组结构的相对保守性使其成为用于比较功能研究的良好模式植物。而通过比较不同生物的发育过程来揭示发育过程和发育机制在进化中是如何变化的，探讨表型上出现的多样性是如何从这些变化中产生的，是进化发育生物学的研究目的。果实形状是一个非常重要的受到人工驯化与选择的农艺性状，而且果实形状的发育过程是一个涉及到众多精密植物发育的生理过程和调控机制的重要科学问题。因此，了解果实形状发育的遗传规律，明确果实形状发育的遗传机制，对于指导果蔬作物的遗传育种具有积极的实践意义。\n OVATE是在番茄中发现的一个重要的控制果实形状发育的主效基因（为了便于之后涉及的OVATE家族的系统发育分析，本研究将该基因命名为OVATE1），编码产物是新的植物特异的转录因子家族OVATE家族的一员。本研究首先对陆生植物中OVATE蛋白家族（OVATE protein family，OFP）进行系统发育与进化的分析，之后以番茄的茄科近缘物种中果实类型为蒴果的烟草和果实类型同为浆果但与番茄果实形态存在解剖构造差异（茄子果实内部的中果皮和内果皮以及胎座呈发达的海绵状组织）且果实形状变异丰富的茄子为研究对象，主要在烟草中克隆并研究OVATE1直系同源基因NtOVATE1的功能，在不同果实形状的茄子中克隆OVATE1直系同源基因SmOVATE1并分析了SmOVATE1的基因表达对茄子果实形状的影响，并从植物进化发育生物学的角度与番茄OVATE1基因调控番茄果实形状发育过程以及拟南芥中AtOFPs调控植物发育过程相比较，主要结果如下:\n ***家族的系统发育分析。OVATE家族蛋白广泛存在于陆生植物类群中。系统发育分析结果表明，被子植物OVATE蛋白家族可划分为11个亚家族，番茄的OVATE1蛋白属于亚家族subgroup4。OVATE蛋白家族在进化中经历了多次基因复制和丢失事件，可分为相对保守的进化和重复扩增后分化两种进化模式。通过实时定量PCR分析了番茄中OVATE基因家族的表达谱。在模式植物拟南芥、水稻和番茄OVATE家族的进化中，片段复制和串联复制对这些物种中该家族的扩增有重要作用。\n 2.烟草OVATE1直系同源基因的克隆与功能研究。烟草中OVATE1的直系同源基因存在两个拷贝，分别是NtOVATE1和NtOVATE1-like，这两个拷贝基因有着非常高的序列一致率，以及相似的组织器官表达模式。NtOVATE1蛋白主要定位在细胞核内，在细胞膜上也有非常少量的定位。过量表达NtOVATE1的烟草和拟南芥会表现出一系列生长受到抑制的多效性表型，如烟草植株高度降低、叶片变小、花器官缩短以及果实变圆等。扫描电镜观察结果显示转基因烟草器官的细胞长度明显减小，并且烟草NtGA20ox基因的表达受到影响。比较分析研究的结果揭示出NtOVATE1蛋白是一个植物生长发育的负调控因子以及NtOVATE1基因功能在进化过程中的保守性。NtOVATE1很可能是通过调控赤霉素和细胞分裂素信号途径的相互交联来调节植物生长发育。\n 3.栽培茄子果实形状与SmOVATE1和SmSUN基因表达的关系。在用于本研究的6个不同果实形状的茄子中克隆到了OVATE1的直系同源基因SmOVATE1和该基因的启动子，该基因在不同果实形状茄子中存在两种不同的等位基因型，启动子存在三种单倍型。此外，还克隆了茄子SmSUN基因的一段长度为356 bp的EST序列（番茄的SUN基因被认为与OVATE1基因在控制果实伸长方面有协同作用）。SmO VA TE1和SmSUN基因的表达共同影响着茄子果实形状的发育。总的说来，在果形指数小的茄子（扁圆形或圆球形）中，SmOVATE1基因相对表达量低，SmSUN基因相对表达量高。该结果与番茄中OVATE1基因控制果实形状的发育有所不同，可能源于茄子和番茄果实发育和解剖学特性的差异。
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