發(fā)布時(shí)間：2018-06-24 12:14

  本文選題：菘藍(lán) + IiFUL基因　； 參考：《西北大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：本工作的主要內(nèi)容為菘藍(lán)MADS家族基因IiFUL和IiSHP2的克隆與功能研究。首先通過(guò)5'-RACE和3'-RACE技術(shù)獲得了IiFU 和IiSHP2基因的cDNA全長(zhǎng)序列,然后設(shè)計(jì)特異性引物克隆了它們的編碼序列,并進(jìn)一步構(gòu)建了這兩個(gè)基因的過(guò)表達(dá)載體和GFP亞細(xì)胞定位載體。將重組載體轉(zhuǎn)化至農(nóng)桿菌LBA4404菌株中并侵染野生型Col-0擬南芥植株與秦?zé)?5葉片,經(jīng)抗生素篩選后獲得了轉(zhuǎn)基因植株。本研究主要針對(duì)IiFUL轉(zhuǎn)基因植株不同部位的表型特征進(jìn)行了觀(guān)察,確定了IiFU 基因在植株生殖生長(zhǎng)階段可能具有的功能。同時(shí),本研究還采用實(shí)時(shí)定量PCR和原位雜交技術(shù)檢測(cè)了IiFU 和IiSHP2基因在菘藍(lán)不同組織中的表達(dá)水平。根據(jù)IiFUL和IiSHP2基因在菘藍(lán)短角果不同發(fā)育階段以及不同結(jié)構(gòu)中的表達(dá)情況,分析了這兩個(gè)基因與果實(shí)不開(kāi)裂表型之間的關(guān)系。通過(guò)在NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行序列比對(duì)發(fā)現(xiàn),IiFUL和IiSHP2基因與擬南芥AtFUL和AtSHP2基因高度同源,核苷酸序列一致性分別達(dá)到了 93%和89%。IiFUL和IiSHP2具有典型的MADS家族MIKC型轉(zhuǎn)錄因子結(jié)構(gòu),與擬南芥AtFUL和AtSHP2在MADS-box結(jié)構(gòu)域位置的一致性達(dá)到了 100%,整個(gè)氨基酸序列的一致性分別為95.06%和93.17%。對(duì)IiFUL過(guò)表達(dá)擬南芥植株進(jìn)行觀(guān)察發(fā)現(xiàn),該植株出現(xiàn)了異常的表型變化,特別是在進(jìn)入生殖生長(zhǎng)階段后的改變尤為明顯。與野生型相比,IiFUL轉(zhuǎn)基因擬南芥植株明顯早花,但主莖頂端花序分生組織的活躍性大幅降低,頂端花數(shù)量減少。頂端花在發(fā)育過(guò)程中產(chǎn)生了很多變異的表型,主要包括雌蕊異常膨大,花瓣和雄蕊萎縮或數(shù)目發(fā)生改變,萼片端部和內(nèi)部出現(xiàn)柱頭狀組織以及裸露的胚珠。此外,頂端花還出現(xiàn)了花中花結(jié)構(gòu)。這些觀(guān)察結(jié)果說(shuō)明,IiFUL可以影響花序分生組織和雌蕊的形成過(guò)程,它的異位表達(dá)會(huì)干擾頂端花序、花萼、花瓣和雄蕊的正常發(fā)育。過(guò)表達(dá)IiFUL基因以后,擬南芥?zhèn)壬ㄐ虍a(chǎn)生的可育角果出現(xiàn)了不開(kāi)裂的表型,這種表型是由于果皮與胚座框之間的開(kāi)裂區(qū)無(wú)法正常形成而造成的。此外,IiFUL基因還與葉片形態(tài)發(fā)生有關(guān),它的組成性表達(dá)能夠改變擬南芥莖生葉的形狀和煙草葉片的長(zhǎng)寬比。實(shí)時(shí)定量PCR結(jié)果顯示,IiFUL和lISHP2基因在花和果莢中的表達(dá)量較高,說(shuō)明它們?cè)诠δ苌吓c菘藍(lán)的開(kāi)花和果莢形成過(guò)程有關(guān)。在果莢中,IiFUL基因主要在果皮與果翅中表達(dá),它可能負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)果莢外部結(jié)構(gòu)的形成;相反,IiSHP2基因主要在種子中表達(dá),它可能參與胚珠與種子的發(fā)育過(guò)程。原位雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,IiFUL基因能夠在菘藍(lán)植株的早期頂端花序中表達(dá),在側(cè)生花序中也能夠檢測(cè)到該基因的活性,但是在花分生組織以及早期花蕾中幾乎檢測(cè)不到IiFUL基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物,說(shuō)明IiFUL基因主要在生殖生長(zhǎng)階段的早期發(fā)揮作用。原位雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,IiFUL基因的表達(dá)出現(xiàn)在果皮與果翅外層細(xì)胞中,而IiSHP2基因在這些部位處于被抑制狀態(tài)。結(jié)合之前文獻(xiàn)中對(duì)擬南芥角果呈現(xiàn)開(kāi)裂表型的研究報(bào)道,以及IiFUL轉(zhuǎn)基因擬南芥產(chǎn)生的角果不開(kāi)裂這一事實(shí),可以推測(cè)IiFUL基因在菘藍(lán)短角果果皮外層細(xì)胞中的高水平表達(dá)同樣會(huì)抑制IiSHP2基因,這種調(diào)控方式可能是導(dǎo)致菘藍(lán)短角果不開(kāi)裂表型形成的原因。
[Abstract]:The expression of IiFU and IiSHP2 genes in different tissues of Isatis indigotica was studied by 5 ' - RACE and 3 ' - RACE . As well as the fact that the angle fruit produced by the transgenic Arabidopsis thaliana is not cracked , it can be inferred that the high level expression of the IiSHP2 gene in the outer layer cells of Isatis indigotica can also inhibit the IiSHP2 gene , which may be the cause of the formation of the uncracked phenotype of the Isatis indigotica .
【學(xué)位授予單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：Q943.2
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本文編號(hào)：2061484