1、花柱異型是一種特有的雌雄隔離和多態(tài)性特征，在被子植物中十分常見(jiàn)，包括茄子（Solanum melongena L.）。通常，茄子長(zhǎng)柱花（L-morph）類(lèi)型坐果能力強(qiáng)、生境適宜性廣，而短柱花（S-morph）類(lèi)型易落花落果。雖然關(guān)于茄子長(zhǎng)柱花和短柱花坐果能力差異，以及對(duì)光、溫等環(huán)境適應(yīng)性的報(bào)道較多，但茄子花柱異型發(fā)育調(diào)控的分子機(jī)制和品種改良尚未見(jiàn)報(bào)道。我國(guó)華南地區(qū)主栽的紫長(zhǎng)茄屬于兼生長(zhǎng)短柱花類(lèi)型，坐果數(shù)量少，不宜設(shè)施栽培，生產(chǎn)上亟需對(duì)紫

2、長(zhǎng)茄進(jìn)行改良。本文對(duì)完全長(zhǎng)柱花品系和兼生長(zhǎng)短柱花品系雌蕊發(fā)育、坐果能力、遺傳規(guī)律及分子調(diào)控機(jī)制進(jìn)行研究，主要結(jié)果如下：
　　1.將茄子從現(xiàn)蕾到開(kāi)花時(shí)期可劃6個(gè)時(shí)期：現(xiàn)蕾期、幼蕾膨大期、露冠期、花冠膨大期、松蕾期和開(kāi)花期。從花蕾長(zhǎng)度來(lái)判斷，在0~10mm短柱花雌蕊發(fā)育與長(zhǎng)柱花保持一致，到花冠膨大期（約10mm）后短柱花雌蕊基本停止發(fā)育?；òl(fā)育期間，L-morph花花柱長(zhǎng)度與花蕾長(zhǎng)度呈線性關(guān)系?；ㄖL(zhǎng)度與花蕾長(zhǎng)度、子房高度相關(guān)性達(dá)極顯

3、著水平，與花梗粗度達(dá)到顯著水平，而與子房直徑以及花藥長(zhǎng)度相關(guān)性則不顯著。通過(guò)熒光顯微觀察，L-morph花的柱頭和花粉均具有可授性，而S-morph花僅花粉具有活力。光學(xué)顯微觀察完全長(zhǎng)柱花和兼生長(zhǎng)短柱花胚囊中的卵細(xì)胞、中央細(xì)胞、助細(xì)胞和反足細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整。
　　2.短柱花自交坐果率僅為5％左右，而長(zhǎng)柱花自交坐果率均在94%以上。雜交試驗(yàn)表明對(duì)S-morph花柱頭進(jìn)行授粉坐果率極顯著低于L-morph花的坐果率。
　　3.完全長(zhǎng)

4、柱花類(lèi)型與兼生長(zhǎng)短柱花進(jìn)行雜交，F(xiàn)1代植株全部為完全長(zhǎng)柱花類(lèi)型，B3-3×56和01×119兩組材料的F2代完全長(zhǎng)柱花類(lèi)型和兼生長(zhǎng)短柱花類(lèi)型的比值分別為12.14:1和11.85:11，在兩個(gè)組合BC1群體中完全長(zhǎng)柱花類(lèi)型和兼生長(zhǎng)短柱花類(lèi)型的分離比例分別為3.64:1和2.56:1。經(jīng)χ2檢測(cè)，完全長(zhǎng)柱花類(lèi)型相對(duì)兼生長(zhǎng)短柱花類(lèi)型為顯性遺傳，為兩對(duì)基因共同作用產(chǎn)生基因重疊效果；Shapiro-Wilk檢驗(yàn)F2完全長(zhǎng)柱花柱頭長(zhǎng)度也表明花柱長(zhǎng)

5、度由多基因控制的數(shù)量遺傳，存在主效基因作用。
　　4.基于高通量miRNA測(cè)序、微陣列及降解組測(cè)序，我們鑒定了兼生長(zhǎng)短柱花茄子雌蕊發(fā)育過(guò)程中miRNA的表達(dá)及其靶基因。miRNA測(cè)序鑒定了55個(gè)已知的茄子miRNA和35個(gè)與miRBase數(shù)據(jù)庫(kù)中已知miRNA相同序列的miRNA，594個(gè)新的miRNA，而大部分miRNA與其他植物相比有著高度的保守性。在微陣列芯片上的686個(gè)miRNA中，鑒定到10個(gè)差異表達(dá)的miRNA，其中，

6、僅2個(gè)miRNA在L-morph雌蕊發(fā)育中顯著下調(diào)。同時(shí)，我們利用qRT-PCR對(duì)差異表達(dá)的miRNA進(jìn)行驗(yàn)證。此外，我們也預(yù)測(cè)并注釋了差異表達(dá)miRNA的靶基因。
　　5.通過(guò)微陣列對(duì)紫長(zhǎng)茄S-morph花和千指茄L-morph花雌蕊miRNA的表達(dá)譜進(jìn)行了鑒定。在微陣列芯片上的686個(gè)miRNA中，我們發(fā)現(xiàn)35個(gè)表達(dá)差異的miRNA，在L-morph花雌蕊中下調(diào)的9個(gè)miRNA，PC-5p-1408812_1和PC-5p-32

7、15765_1下調(diào)最顯著；而上調(diào)的26個(gè)miRNA中，PC-3p-1358_405 and PC-5p-132923_7表達(dá)差異最顯著。利用了qRT-PCR對(duì)通過(guò)微陣列檢測(cè)獲得的表達(dá)特征進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果基本與芯片數(shù)據(jù)相一致。此外，我們還進(jìn)行了差異表達(dá)miRNA的靶基因預(yù)測(cè)，并對(duì)推測(cè)的靶基因進(jìn)行了GO功能分析。在差異表達(dá)的miRNA的靶基因中，基因編碼轉(zhuǎn)錄因子bHLH、MYB以及AP2等，重要的酶或功能蛋白例如三磷酸水解酶超家族蛋白、蛋白

8、激酶、磷酸酶以及ATP酶等，這些可能對(duì)于花柱異型發(fā)育起重要調(diào)控作用。
　　6.利用iTRAQ技術(shù)對(duì)兼生長(zhǎng)短柱花茄子雌蕊發(fā)育過(guò)程中蛋白質(zhì)組表達(dá)分析，共鑒定了300個(gè)差異表達(dá)的蛋白，其中在花發(fā)育期，S-morph花與L-morph花雌蕊相比有26個(gè)蛋白質(zhì)表達(dá)量下調(diào)，23個(gè)蛋白質(zhì)表達(dá)量上調(diào)。在表達(dá)下調(diào)的蛋白中，甲硫氨酸硫氧化物還原酶A3和DNA損傷修復(fù)/耐受性蛋白表達(dá)差異最大。在表達(dá)上調(diào)的蛋白中，甲硫氨酸硫氧化物還原酶和肌氨酸氧化酶的表

9、達(dá)差異最大。這一時(shí)期差異表達(dá)蛋白主要參與能量?jī)?chǔ)備以及對(duì)外界應(yīng)激反應(yīng)、抵御病原體感染等方面。在花成熟期，97個(gè)蛋白表達(dá)上調(diào)和157個(gè)蛋白表達(dá)下調(diào)。在表達(dá)下調(diào)的蛋白中，富亮氨酸重復(fù)蛋白和性器官表達(dá)蛋白的表達(dá)差異最大。在表達(dá)上調(diào)的蛋白中，LAT52和ntp201的表達(dá)差異最大。這一時(shí)期差異表達(dá)蛋白主要參與生物合成過(guò)程、生物分子轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝過(guò)程。此外，花成熟期S-morph花雌蕊中乙醇NADP+氧化還原酶、乙醇脫氫酶、半胱氨酸蛋白酶和過(guò)氧化物酶等