發(fā)布時(shí)間：2020-09-18 18:53

　　 生菜(Lactuca sativa L.)是菊科萵苣屬一年或二年生草本作物,是廣大消費(fèi)者喜愛的一種重要的葉類蔬菜之一。生菜性喜冷涼,高溫易導(dǎo)致抽薹開花、商品價(jià)值降低。挖掘生菜抽薹開花的重要基因,探究生菜抽薹開花的調(diào)控網(wǎng)絡(luò),對(duì)解決夏季生菜生產(chǎn)栽培問題有重要意義。因此,本課題從分子機(jī)制方面展開生菜開花機(jī)制的研究,通過分子生物學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、遺傳學(xué)、生物化學(xué)等方法,從對(duì)高溫響應(yīng)、基因沉默、蛋白互作和下游靶基因的篩選驗(yàn)證等角度,揭示開花基因LsFT和LsSOC1的生物學(xué)功能和分子機(jī)制。主要研究結(jié)果如下:1.FT基因在植物開花中發(fā)揮重要作用,在生菜不同器官的Real-TimePCR結(jié)果顯示生菜LsFT基因在成熟的葉片中表達(dá)量最高。LsFT基因在抽薹開花時(shí)間不同的生菜品種中的表達(dá)量與抽薹開花天數(shù)呈負(fù)相關(guān)。LsFT異位表達(dá)在擬南芥ft-2突變體中可以恢復(fù)其晚開花的表型,說明LsFT的功能與擬南芥AtFT的功能保守。LsFT-RNAi轉(zhuǎn)基因株系表現(xiàn)出生菜抽薹開花延遲的表型,說明LsFT促進(jìn)抽薹開花。2.獲取生菜S39品種的4個(gè)關(guān)鍵時(shí)期的頂端分生組織細(xì)胞并進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組分析,發(fā)現(xiàn)了關(guān)鍵開花因子LsSOC1,其在成花轉(zhuǎn)變不同時(shí)期基因表達(dá)量有明顯變化。推測(cè)LsSOC1影響生菜的成花轉(zhuǎn)變過程。3.生菜不同器官的Real-Time PCR結(jié)果顯示LsSOC1在頭狀花序中表達(dá)量最高,亞細(xì)胞定位顯示其定位于細(xì)胞核中。原位雜交結(jié)果顯示LsSOC1在頂端分生組織和頭狀花序的花原基里表達(dá)。4.LsSOC1異位表達(dá)在擬南芥col野生型中可以促進(jìn)擬南芥提前開花,異位表達(dá)在擬南芥socl-2突變體中可以恢復(fù)其晚開花的表型。LsSOC1-RNAi轉(zhuǎn)基因株系表現(xiàn)出生菜抽薹延遲的表型,說明LsSOC1促進(jìn)抽薹開花。對(duì)轉(zhuǎn)基因植株進(jìn)行熱激處理,發(fā)現(xiàn)其對(duì)熱響應(yīng)不敏感,推測(cè)LsSOC1響應(yīng)高溫促進(jìn)開花。5.酵母雙雜、雙分子熒光互補(bǔ)試驗(yàn)和Pull down試驗(yàn)顯示LsSOC1可以和自身形成同源二聚體,還可以與LsAGL6、LsAGL24形成復(fù)合體共同調(diào)控開花。酵母單雜和EMSA試驗(yàn)顯示上游LsHsfA1e和LsHsfA4c蛋白結(jié)合到LsSOC1啟動(dòng)子上的熱激元件HSE1和HSE2,GUS/LUC活性試驗(yàn)表明LsHsfA1e和LsHsfA4c結(jié)合到LsSOC1啟動(dòng)子HSE1和HSE2區(qū)促進(jìn)其轉(zhuǎn)錄。進(jìn)一步揭示了熱激之后通過熱激轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控LsSOC1基因進(jìn)而影響生菜抽薹的機(jī)理。綜上所述,研究結(jié)果驗(yàn)證了開花基因LsFT和LsSOC1的功能,初步揭示了生菜抽薹開花的分子作用機(jī)理,有利于抑制生菜高溫抽薹開花,有助于夏季生菜生產(chǎn)順利進(jìn)行。
【學(xué)位單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S636.2
【部分圖文】：

春化過程是指植物經(jīng)過一段時(shí)間的低溫才能促進(jìn)開花的過程，春化過程對(duì)植物從營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)到逡逑生殖生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)變起重要作用。在擬南芥中，一年生的越冬生態(tài)型對(duì)春化處理有反應(yīng)，／呢Ｇ／ＺＸ４逡逑和是兩個(gè)重要的調(diào)控春化途徑的基因（圖１－１）。仰／基因促進(jìn)ＦｉＣ逡逑轉(zhuǎn)錄并且與ＦｉＣ基因具有協(xié)同作用。研究顯示在Ｆｉ？／含量高的植物中，含量通常很高，表逡逑現(xiàn)出開花延遲的表型。在缺失的植物中，凡Ｃ含量通常很低，表現(xiàn)出提前開花的表型（Ｊｏｈａｎｓｏｎ逡逑ｅｔａｌ．，２０００）。當(dāng)春化型植物要進(jìn)行春化時(shí)，凡Ｃ的表達(dá)量彳艮高，開花基因逡逑0ＦＴ）和邐ＯＦ邐QRＥＳＳ／ＣＷ邋ＯＦ邋ＣＯＭＳＺ４Ａ／Ｓ０ＳＯＣ７）的表達(dá)量被抑制，從而抑制逡逑開花（Ｍｉｃｈａｅｌｓ邋ａｎｄ邋Ａｍａｓｉｎｏ，邋１９９９）。當(dāng)植物經(jīng)歷過春化處理時(shí)，凡S8的表達(dá)量下降，從而植物開逡逑花，而凡Ｃ的表達(dá)量下降與ＦＺＣ位點(diǎn)的染色質(zhì)甲基化有關(guān)，經(jīng)過一段時(shí)間的低溫，組蛋白Ｈ３Ｋ９逡逑和Ｈ３Ｋ１３的甲基化增加從而抑制凡Ｃ的表達(dá)

Ｆｉｇｕｒｅｌ－３邋Ｔｈｅ邋ｎｅｔｗｏｒｋ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋５０Ｃ／邋ｇｅｎｅ邋ｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇ邋ｍｕｌｔｉｐｌｅ逡逑ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ邋ｓｉｇｎａｌｓ邋（Ｌｅｅ邋ａｎｄ邋Ｌｅｅ，邋２０１０）逡逑■ＳＯＣ／ｍＲＮＡ在成花轉(zhuǎn)變之前的擬南芥莖頂端表達(dá)量低，如圖１－４的原位雜交所示，長(zhǎng)日照逡逑處理丨８ｈ后，＊ＷＣ７在頂端分生組織和葉原基中開始表達(dá)，緊接的４２ｈ內(nèi)犯Ｃ７的轉(zhuǎn)錄水平增加。逡逑之后，ＳＯＣ７在頂端分生組織和花序的原形成層束表達(dá)，ＳＯＣ７在剛剛分化的花組織中沒有表達(dá)，逡逑而在后期的花組織的中央有表達(dá)，ＳＯＣ７參與花器官的形成（Ｂｏｎｉｅｒ邋ｅｔ邋ａｌ．，邋２０００）。ＳＯＣ７在頂端分逡逑生組織中與互作直接調(diào)控花組織特性基因Ｍ／Ｖ〉（Ｌｅｅ邋ｅｔ邋ａｌ．，２００８）。逡逑當(dāng)ｉ／ｙ和開始表達(dá)，頂端分生組織的間葉原基開始按照ＡＢＣ模型進(jìn)行花發(fā)育。逡逑ＳＯＣ７在不同的被子植物中的功能各異，參與調(diào)控不同的發(fā)育階段，例如調(diào)控開花時(shí)間、分逡逑生組織特性、花器官發(fā)育和果實(shí)的發(fā)育。ＭＡＤＳ－ｂｏｘ家族基因經(jīng)歷了基因復(fù)制和基因進(jìn)化，逡逑基因經(jīng)歷了功能的進(jìn)化（Ｔｈｅｉｓｓｅｎ邋ｅｔ邋ａｌ．

末端NBｓｃ邋Ｉ位點(diǎn)、３＇末端Ｉ位點(diǎn)、５＇末端位點(diǎn)和３＇末端辦ｅ邋Ｉ位點(diǎn)將特異片段正反向逡逑插入１００８載體上，測(cè)序正確后轉(zhuǎn)到Ｃ５８農(nóng)桿菌中。生菜遺傳轉(zhuǎn)化培養(yǎng)基及配方見表２－１，遺傳轉(zhuǎn)逡逑化步驟如下（圖２－１）：逡逑（１）

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 劉菲菲;李慧玉;王姍;劉桂豐;;白樺BpSOC1基因的克隆及時(shí)序表達(dá)分析[J];東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2011年04期

2 楊光;曹雪;房經(jīng)貴;黃振喜;陶建敏;王晨;;葡萄花發(fā)育基因的亞細(xì)胞定位和表達(dá)分析[J];中國農(nóng)業(yè)科學(xué);2011年03期

本文編號(hào)：2822038