【摘要】：滇重樓(ParispolyphyllaSm.var.yunnanensis(Fr.)Hand)為百合科(Liliaceae)重樓屬(ParisL.)植物,為稀缺名貴中藥材。近年來(lái),隨著野生資源的枯竭,滇重樓的人工栽培的面積在逐步擴(kuò)大,但其種子休眠和幼苗生長(zhǎng)緩慢的特性制約了栽培生產(chǎn)。目前人們對(duì)滇重樓種子休眠的研究多為物理化學(xué)等方法,如溫度、層積、外源赤霉素處理等,對(duì)種子休眠的分子機(jī)理研究并不多,其分子機(jī)制還不清楚。研究表明,植物赤霉素(GA)在種子萌發(fā)發(fā)育中起著重要作用,GA2-氧化酶、GA20-氧化酶、GA3-氧化酶是赤霉素合成與代謝過(guò)程中的關(guān)鍵酶,它們均由多基因家族編碼,參與著赤霉素水平的調(diào)控。迄今為止對(duì)滇重樓的GA氧化酶相關(guān)基因在其種子發(fā)育及萌發(fā)過(guò)程的研究還沒(méi)有相關(guān)報(bào)導(dǎo)。本研究將從前期高通量測(cè)序獲得滇重樓轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)入手,挖掘可能參與種子發(fā)育和休眠解除的GAox基因,克隆鑒定GAox基因家族的成員,運(yùn)用生物信息學(xué)分析方法對(duì)GAox基因進(jìn)行了序列比對(duì),系統(tǒng)發(fā)育分析,蛋白物理特征、保守功能域和三維結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)。運(yùn)用qRT-PCR技術(shù)分析GAox基因在滇重樓種子萌發(fā)過(guò)程中及在不同器官中表達(dá)量的變化。本研究根據(jù)篩選得到的23條GA氧化酶相關(guān)序列設(shè)計(jì)了特異性PCR引物,成功地克隆了滇重樓的6條GAox基因的全長(zhǎng)編碼框區(qū),大小在1000bp左右,分別命名為PpGA2ox1、PpGA2ox2、PpGA2ox3、PpGA2ox4 PpGA2ox1 和 PpGA3ox1,并提交到 GenBank數(shù)據(jù)庫(kù),同時(shí)分析了這些基因家族成員的系統(tǒng)進(jìn)化史和蛋白的基本屬性。運(yùn)用熒光定量PCR對(duì)GAox基因在不同發(fā)育階段的種子和不同器官內(nèi)的表達(dá)量進(jìn)行了分析,分析結(jié)果表明,PpGA2oxl與PpGA2ox3隨著種子的萌發(fā),基因表達(dá)量明顯下調(diào),可能與種子的休眠有關(guān)。PpGA2ox2、PpGA2ox4和PpGA3ox1隨著種子的萌發(fā)基因表達(dá)量明顯上調(diào),可能與種子的休眠解除有關(guān)。PpGA20ox1的表達(dá)量雖有小幅波動(dòng)但總體表達(dá)量一直維持在較低的水平,在種子萌發(fā)發(fā)育過(guò)程中,該基因的作用還不確定。本研究發(fā)現(xiàn)PpGA2ox1、PpGA2ox2、PpGA2ox3、PpGA2ox4、和PpGA3ox1基因表達(dá)量變化主要發(fā)生在6～9周,該時(shí)間區(qū)間是滇重樓種子從休眠狀態(tài)轉(zhuǎn)為破除休眠狀態(tài)的一個(gè)關(guān)鍵期。GAox基因在不同器官中的表達(dá)具有很明顯的差異,PpGA2ox1、PpGA2ox2 和 PpGA2ox3在種子中特異性表達(dá),PpGA2ox4 和PpGA3ox1在根中特異性表達(dá),PpGA20ox1在花中特異性表達(dá)。這些基因在滇重樓的不同組織部位存在著不同的表達(dá)模式,可能在不同的組織生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中發(fā)揮著不同的作用。以上研究為我們后期更進(jìn)一步探索GAox基因的功能及其在滇重樓種子萌發(fā)過(guò)程的作用,闡明滇重樓種子休眠的分子機(jī)理有著重要的理論意義。
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【學(xué)位授予單位】：北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S567.239;Q943.2

【參考文獻(xiàn)】

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1 任秀霞;王順利;薛t熿，

本文編號(hào)：2463776