發(fā)布時間：2018-11-26 17:19

【摘要】：巴東木蓮(Manglietia patungensis Hu)是木蘭科(Magnoliaceae)木蓮屬(Manglietia)常綠喬木,我國Ⅱ級保護頻危植物,其樹姿優(yōu)美,花大芬芳,觀賞價值高,園林用途廣,也是分布最北緣的木蓮屬植物,對研究木蘭科植物的分類演化有重要的意義。被子植物花發(fā)育過程中,AGL6(AGAMOUS-like6,AGL6)同源基因主要參與成花轉(zhuǎn)變、控制花被片發(fā)育和調(diào)控腋芽發(fā)生等功能。系統(tǒng)研究AGL6同源基因參與調(diào)控巴東木蓮花發(fā)育的作用與功能,不僅有助于解析巴東木蓮花被片發(fā)育與形態(tài)分化調(diào)控的分子基礎(chǔ),同時為理解木蘭科植物種屬間花型演變與發(fā)育演化積累資料,并為觀賞花木花型改良與種質(zhì)創(chuàng)新提供新的基因資源。主要的結(jié)果如下:(1)巴東木蓮AGL6同源基因的克隆與結(jié)構(gòu)分析同源克隆的方法從巴東木蓮花芽中分離出3個與花發(fā)育調(diào)控相關(guān)的MADS-box基因,序列同源比對與分子發(fā)生分析顯示:3者屬于AGL6同源基因,命名為MapaAGL6A_1、MapaAGL6A_2和MapaAGL6B,GenBank登錄號分別為KX926430、KX626431和KX626432。進一步分析發(fā)現(xiàn),AGL6型基因在巴東木蓮中發(fā)生了1次小尺度的基因重復(fù),產(chǎn)生了MapaAGL6A和MapaAGL6B兩種類型,2者均編碼1個長度為242個氨基酸的MIKCc型MADS-box轉(zhuǎn)錄因子,但相似性僅為81.40%,其K區(qū)和C末端轉(zhuǎn)錄激活區(qū)序列差異較大。同時,MapaAGL6A基因的pre-mRNA在加工過程中發(fā)生可變剪接(alternative splicing,AS)產(chǎn)生2個剪接異構(gòu)體,MapaAGL6A_1和MapaAGL6A_2。MapaAGL6A_2基因是相對MapaAGL6A_1基因在加工過程中通過1段57 bp的外顯子遺漏和1段51 bp的內(nèi)含子滯留產(chǎn)生,編碼1個240個氨基酸的MADS-box轉(zhuǎn)錄因子;其中,57 bp的外顯子遺漏導(dǎo)致MADS-box結(jié)構(gòu)域和I區(qū)分別缺失18個和1個氨基酸殘基;而51 bp的內(nèi)含子滯留導(dǎo)致C轉(zhuǎn)錄激活區(qū)增加17個氨基酸殘基,致使C端結(jié)構(gòu)域的AGL motif I尾端酪氨酸(Y)位點變成半胱氨酸(C)。(2)巴東木蓮MapaAGL6A_1、MapaAGL6A_2和MapaAGL6B基因表達模式分析比較MapaAGL6A_1、MapaAGL6A_2和MapaAGL6B基因在巴東木蓮不同花器官和花芽不同發(fā)育時期的表達模式發(fā)現(xiàn):MapaAGL6A_1、MapaAGL6A_2和MapaAGL6B主要在巴東木蓮花被片中表達,在幼葉中不表達,其在各輪被片間的表達量存在明顯差異。3個基因在不同瓣數(shù)巴東木蓮花器官中的表達模式也呈現(xiàn)一定的差別:在9瓣型植株花芽分化早期,3個基因主要集中在外輪萼片狀的被片中表達,但在花芽發(fā)育后期至開花前,其表達主要集中在內(nèi)2輪花瓣狀的被片中,且3者在各輪花器官中表達的變化趨勢一致;在12瓣型植株花發(fā)育早期,MapaAGL6A_1基因在內(nèi)輪花瓣狀被片中的表達量顯著高于其在外2輪花被片中的表達量,而在花芽分化晚期的,其在3輪花被片中的表達量無明顯差異;在花芽分化晚期,MapaAGL6B基因在花萼狀被片中的表達量顯著高于其在內(nèi)兩輪花被片中的表達量,而在花芽分化早期,其在3輪花被片中的表達量無明顯差異。在2種瓣型巴東木蓮花芽發(fā)育過程中,MapaAGL6A_1與MapaAGL6A_2基因的表達區(qū)域一致,但MapaAGL6A_1的表達量極顯著高于MapaAGL6A_2。(3)巴東木蓮MapaAGL6A-1、MapaAGL6A-2和MapaAGL6B基因功能分析分別觀察MapaAGL6A_1、MapaAGL6A_2和MapaAGL6B基因在擬南芥花被(花萼和花瓣)缺失突變體ap1-10(CS6230;Landsberg型)中異源表達后對花器官恢復(fù)表型發(fā)現(xiàn):在35S::MapaAGL6A_1的T0代和T1代轉(zhuǎn)基因擬南芥ap1-10突變體中,萼片和花瓣呈現(xiàn)不同程度的恢復(fù),同時未見苞片及苞片頂端柱頭狀結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生,表明MapaAGL6A_1參與調(diào)控花被片(花萼和花瓣)發(fā)育的同時,能抑制擬南芥中C類基因在外兩輪花器官中的表達,具備A功能活性;而35S::MapaAGL6A_2轉(zhuǎn)基因T0代擬南芥僅部分植株花絲頂端著生萼片狀結(jié)構(gòu),該性狀也能遺傳到T1代植株,且極少數(shù)的后代中出現(xiàn)花瓣狀的結(jié)構(gòu),但苞片頂端柱頭狀結(jié)構(gòu)未消失,說明MapaAGL6A_2具備參與調(diào)控萼片化被片發(fā)育的功能,但不具備抑制C類基因在外兩輪花器官中的表達;而35S::MapaAGL6B轉(zhuǎn)基因擬南芥T0代和T1代植株中均出現(xiàn)花絲頂端著生花瓣狀結(jié)構(gòu),呈現(xiàn)一定程度的器官同源轉(zhuǎn)化現(xiàn)象,說明其相對MapaAGL6A的兩個異構(gòu)體,功能出現(xiàn)明顯分化。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：長江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S685.99

【參考文獻】

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本文編號：2359161