本文選題：光皮樺 + miR166�。� 參考：《浙江農(nóng)林大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：光皮樺(Betula luminifera)是主要分布在我國南方的珍貴用材樹種,材性優(yōu)良,是林木遺傳育種研究的良好材料。miR166在植物頂端分生組織發(fā)育、維管組織的形成、胚的發(fā)育中具有重要作用,其對(duì)靶基因HD-ZIP Ⅲ轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控是維管組織發(fā)育的重要途徑。鑒定miR166及HD-ZIP Ⅲ轉(zhuǎn)錄因子基因家族成員,并研究其功能,可為光皮樺木材形成機(jī)制和遺傳改良提供重要的理論基礎(chǔ)。本研究以光皮樺為材料,對(duì)miR166及其靶基因HD-ZIP Ⅲ的家族成員進(jìn)行了鑒定,并通過表達(dá)及轉(zhuǎn)基因分析對(duì)其功能進(jìn)行了研究,獲得以下主要結(jié)果。1.根據(jù)光皮樺轉(zhuǎn)錄組及部分基因組數(shù)據(jù),鑒定并克隆得到8個(gè)miR166前體序列,命名為BlmiR166a~BlmiR166g,序列長為0.3Kb~2.4Kb。對(duì)8個(gè)miR166和靶基因Bl HDZ Ⅲ進(jìn)行了基因結(jié)構(gòu)、順式作用元件與系統(tǒng)進(jìn)化等生物信息學(xué)分析,結(jié)果顯示BlmiR166b、BlmiR166c與BlmiR166e含有1個(gè)內(nèi)含子,其它miR166在基因組上則不含內(nèi)含子。5個(gè)靶基因除了Bl HDZ1有19個(gè)外顯子,其他Bl HD-ZIP Ⅲ基因都由18個(gè)外顯子組成。對(duì)所有基因的順式元件統(tǒng)計(jì)顯示,光啟動(dòng)元件出現(xiàn)次數(shù)最多。系統(tǒng)進(jìn)化分析表明,光皮樺8個(gè)miR166成熟體全部在同一個(gè)分支,而在前體序列比對(duì)中,8個(gè)pre-miR166分布在3個(gè)不同的亞組。2.組織表達(dá)特性分析表明,在所有miR166中,只有BlmiR166a和BlmiR166h在韌皮部表達(dá)量高,可能與其含有維管束發(fā)育相關(guān)元件有關(guān);而BlmiR166d、BlmiR166e的表達(dá)十分相似,都是在芽中有高豐度的轉(zhuǎn)錄水平;BlmiR166b、BlmiR166c和BlmiR166f的表達(dá)較為相似,在雄花中表達(dá)量高;BlmiR166g則是在芽、雌花、雄花等組織都有表達(dá)。我們發(fā)現(xiàn)所有Bl HD-ZIP Ⅲ基因在韌皮部、種子和根中表達(dá)量都很低。Bl HDZ2和Bl HDZ5的表達(dá)情況相似,在木質(zhì)部中的表達(dá)量遠(yuǎn)高于其他組織,暗示其參與了木質(zhì)部的發(fā)育。Bl HDZ3和Bl HDZ4在莖中的表達(dá)豐度很高,且成熟莖段的明顯高于幼嫩莖段。Bl HDZ1則在頂端分生組織中表達(dá)豐度高,表明其參與到了分生組織的發(fā)育中。此外,發(fā)現(xiàn)部分miR166與HD-ZIP Ⅲ間的表達(dá)呈現(xiàn)負(fù)調(diào)控。如BlmiR166a和BlmiR166h在木質(zhì)部中幾乎不表達(dá)而在韌皮部中表達(dá)量高,而靶基因Bl HDZ2和Bl HDZ5的表達(dá)正好相反。這表明這些基因在木質(zhì)部與韌皮部的生長發(fā)育中存在負(fù)調(diào)控關(guān)系。3.Bl HD-ZIP Ⅲ基因在不同激素處理下的表達(dá)情況進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),5個(gè)Bl HD-ZIP Ⅲ基因在0.1m M濃度的IAA處理下都明顯的受到誘導(dǎo)調(diào)控,其表達(dá)量與對(duì)照相比顯著上調(diào)。這暗示Bl HDZⅢ基因與激素IAA參與了調(diào)控木質(zhì)部的發(fā)育。Bl HDZ1、Bl HDZ3和Bl HDZ4分別在IAA、ET和GA的誘導(dǎo)下上調(diào)明顯,可能與所含激素類相關(guān)順式元件有關(guān)。Bl HDZ2和Bl HDZ5只有在0.1m M IAA處理下表達(dá)量有所增加,而在其他激素處理下變化不大。4.構(gòu)建了5個(gè)Bl HDZⅢ基因的超表達(dá)載體并利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法轉(zhuǎn)化擬南芥,在分子水平進(jìn)行了目的基因和報(bào)告基因的PCR檢測(cè),成功將Bl HDZ1、Bl HDZ2、Bl HDZ4和Bl HDZ5轉(zhuǎn)到擬南芥中,其中Bl HDZ1和Bl HDZ5得到T2代各8個(gè)株系,Bl HDZ2和Bl HDZ4得到T2代各2個(gè)株系。發(fā)現(xiàn)與擬南芥野生型相比,Bl HDZ4和Bl HDZ5在表型性狀上有一定的差異,這些基因的具體功能還有待于后續(xù)的深入研究。
[Abstract]:Betula luminifera is a valuable timber tree species mainly distributed in the south of China. It is a good material in wood. It is a good material for the study of tree genetics and breeding..miR166 plays an important role in the development of the apical meristem, the formation of vascular tissue and the development of embryo, and its regulation of the target gene HD-ZIP III transcription factor is the development of vascular tissue. The identification of miR166 and HD-ZIP III transcription factor gene family members, and the study of their functions, can provide an important theoretical basis for the formation and genetic improvement of birch wood. In this study, the family members of miR166 and its target gene HD-ZIP III were identified by Betula birch, and the expression and transgene analysis were used. The following main results were studied, and the following main results,.1., were identified and cloned to obtain 8 miR166 precursors based on the birch transcription group and some genomic data, named BlmiR166a~BlmiR166g, and the sequence length was 0.3Kb~2.4Kb. to 8 miR166 and target gene Bl HDZ III gene structure, cis acting element and phylogenetic evolution. The results of information analysis showed that BlmiR166b, BlmiR166c and BlmiR166e contained 1 introns, while other miR166 had no intron.5 target genes with 19 exons in addition to Bl HDZ1, and the other Bl HD-ZIP III genes were composed of 18 exons. Phylogenetic analysis showed that 8 miR166 mature bodies were in the same branch. In the alignment of the precursors, 8 pre-miR166 distribution in 3 different subgroups of.2. tissue showed that, in all miR166, only BlmiR166a and BlmiR166h were high in the phloem, and may be related to the vascular bundle development components. The expression of BlmiR166d, BlmiR166e is very similar, with high abundance of transcription in buds; BlmiR166b, BlmiR166c and BlmiR166f are similar in expression, high in male flowers; BlmiR166g is expressed in buds, female flowers, male flowers and other tissues. We found that all the Bl HD-ZIP III genes are in the phloem, seed and root table. The expression of.Bl HDZ2 and Bl HDZ5 is similar. The expression in xylem is much higher than that of other tissues, suggesting that the expression of.Bl HDZ3 and Bl HDZ4 in the xylem is very high, and the mature stem segment is obviously higher than the young stem segment.Bl HDZ1 in the top end meristem, indicating its participation in the xylem. In addition, the expression of some miR166 and HD-ZIP III shows negative regulation. Such as BlmiR166a and BlmiR166h are almost non expressed in the xylem and are highly expressed in the phloem, while the expression of the target gene Bl HDZ2 and Bl HDZ5 is the opposite. This indicates that these genes are stored in the growth and development of the xylem and phloem. The expression of.3.Bl HD-ZIP III gene in the negative regulatory relationship under the treatment of different hormones showed that 5 Bl HD-ZIP III genes were obviously induced under the IAA treatment of 0.1M M, and the expression of the gene was significantly up-regulated compared with the control. This suggests that Bl HDZ III gene and irritable IAA participate in the regulation of.Bl HDZ1. Bl HDZ3 and Bl HDZ4 are up regulated under the induction of IAA, ET and GA, which may be associated with the CIS associated elements associated with the hormone related.Bl HDZ2 and Bl HDZ5 only under the 0.1M process. Bl HDZ1, Bl HDZ2, Bl HDZ4 and Bl HDZ5 were transferred to Arabidopsis by PCR detection at molecular level, and Bl HDZ1 and Bl HDZ5 were obtained from 8 strains of each generation. There are some differences. The specific functions of these genes need to be further studied.
【學(xué)位授予單位】：浙江農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S792.15

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本文編號(hào)：1941062