擬南芥發(fā)育異常突變體的基因克隆與表型分析
本文選題:擬南芥 + 衰老。 參考:《西北農(nóng)林科技大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】:植物發(fā)育在器官、組織和細(xì)胞等不同層次上受到復(fù)雜的遺傳互作網(wǎng)絡(luò)調(diào)控。本實(shí)驗(yàn)室的研究方向是利用正向遺傳學(xué)方法探索植物非生物逆境響應(yīng)相關(guān)發(fā)育性狀形成的遺傳基礎(chǔ)和分子機(jī)制。實(shí)驗(yàn)室在前期工作中,在激活標(biāo)簽突變體庫中篩選獲得一個(gè)擬南芥顯性突變體abs3-1D(abnormal shoot3-1 dominant)。abs3-1D突變體呈現(xiàn)株型小,葉柄短,葉片緊湊,顏色偏黃,開花明顯提前,次生花序簇生,主花序莖矮化,短角果且種子的育性下降。在黑暗誘導(dǎo)條件下,abs3-1D表現(xiàn)出葉片衰老加速的特征。為進(jìn)一步研究ABS3在植物發(fā)育過程的功能,以abs3-1D為遺傳背景進(jìn)行EMS(乙基磺酸甲酯,ethyl-methane sulphonate)誘變。在誘變體庫中篩選到能夠逆轉(zhuǎn)abs3-1D早花表型的突變體F08-69。F08-69表現(xiàn)出晚花表型,并且F08-69single營養(yǎng)生長期延長,黑暗條件下葉片衰老速度減慢。全基因組重測序鑒定出At3g10390基因+678bp處G變成A,導(dǎo)致甘氨酸(G)替換為絲氨酸(S)。另外還發(fā)現(xiàn)葉色、葉形和表皮毛發(fā)育缺陷的突變,其中一株隱性突變體abt3-1(aberrantly branched trichome 3),其突變表型為植株小,葉形寬,葉色濃綠,尤其是其出現(xiàn)了高比例的多分支的表皮毛,并且根的生長存在缺陷。abt3-1根的伸長速率僅為Col-0的三分之一。通過對根的分生組織中皮層細(xì)胞數(shù)目和細(xì)胞長度的測定,表明abt3-1根的分生區(qū)變短。該研究利用圖位克隆技術(shù)發(fā)現(xiàn)abt3-1中At1g66510的第8個(gè)外顯子的+33bp處G突變?yōu)锳,提前引入終止密碼子;貜(fù)驗(yàn)證表明At1g66510(ABT3)的突變導(dǎo)致了abt3-1的表型。ABT3基因編碼一個(gè)目前功能未知的AAR2(a1-?2 repression 2)家族蛋白。我們同時(shí)對ABT3蛋白的亞細(xì)胞定位進(jìn)行了觀察,發(fā)現(xiàn)ABT3蛋白定位于細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中。
[Abstract]:Plant development is regulated by complex genetic interaction networks at different levels, such as organs, tissues and cells. The research direction of our laboratory is to explore the genetic basis and molecular mechanism of plant abiotic stress response related developmental traits by means of forward genetics. In previous work, a dominant mutant abs3-1D(abnormal shoot3-1 dominant).abs3-1D mutants of Arabidopsis thaliana were screened from activated tag mutants. The mutant was small in type, short in petiole, compact in leaf, yellow in color, early in flowering and clustered in secondary inflorescences. The stem of the main inflorescence was dwarfed, the short pod and the fertility of the seed decreased. Under the condition of dark induction, abs3-1D showed the characteristics of accelerated leaf senescence. In order to further study the function of ABS3 in plant development, abs3-1D (ethyl methyl sulfonate methyl methyl-methane sulphonate) was used as genetic background. The mutant F08-69.F08-69 which could reverse the early flowering phenotype of abs3-1D showed late flowering phenotype, and the vegetative growth period of F08-69single was prolonged, and the senescence rate of leaves was decreased under dark conditions. The whole genome re-sequencing identified that G changed to A at 678bp of At3g10390 gene, which resulted in the substitution of GG with serine. In addition, mutations in leaf color, leaf shape and epidermal development defects were also found. One of the recessive mutants, abt3-1(aberrantly branched trichome 3, had a small, wide leaf shape, thick green leaf color, especially a high proportion of multi-branched epidermal hairs. The elongation rate of root is only 1/3 of that of Col-0. The number and length of cortical cells in the meristem of abt3-1 root were measured. The results showed that the meristem region of abt3-1 root became shorter. In this study, the G mutation in the 33bp of the eighth exon of At1g66510 in abt3-1 was found to be A by map cloning, and the termination codon was introduced in advance. The response test showed that the mutation of At1g66510- ABT3) led to the phenotype of abt3-1. ABT3 gene encodes a AAR2(a1-?2 repression 2) family protein with unknown function. We also observed the subcellular localization of ABT3 protein and found that ABT3 protein was located in cytoplasm and nucleus.
【學(xué)位授予單位】:西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號】:Q943.2
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,本文編號:1986903
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