粒重是油菜產(chǎn)量構(gòu)成因子和育種目標(biāo)性狀之一。在油菜種質(zhì)資源中,粒重呈現(xiàn)很大的自然變異(千粒重2-8克),其中蘊(yùn)含著豐富的大粒等位基因。但是,油菜粒重自然變異的調(diào)控基因和機(jī)制基本上不清楚,這極大的限制了油菜粒重的改良和產(chǎn)量的進(jìn)一步提高。因此,發(fā)掘調(diào)控油菜粒重的關(guān)鍵基因并深入研究其分子機(jī)理,可以為培育大粒和高產(chǎn)品種提供理論指導(dǎo)和技術(shù)支撐。本課題前期利用油菜測(cè)序品種中雙11號(hào)和No.73290構(gòu)建的Bna ZNF_2群體及相應(yīng)的F_(2:3)和F_(2:4)家系定位到幾個(gè)可重復(fù)的粒重QTL。隨后,對(duì)F_6代粒重極端RIL株系(千粒重3克和6克)花后25天的種子混合樣進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組測(cè)序和表達(dá)譜分析。結(jié)合QTL定位和基因差異表達(dá)分析的結(jié)果,在qSW.C08置信區(qū)間內(nèi)篩選到一個(gè)新的粒重候選基因(Bna085006)。本研究利用擬南芥對(duì)Bna085006進(jìn)行了初步的功能驗(yàn)證,所獲得主要研究結(jié)果及結(jié)論如下:1.生物信息學(xué)分析結(jié)果表明Bna085006和擬南芥JAZ1基因高度同源(氨基酸序列相似度73.23%),編碼一個(gè)定位于細(xì)胞核的轉(zhuǎn)錄因子,參與茉莉酸信號(hào)途徑。JAZ1在白菜(A06,A08和A09各一個(gè))和甘藍(lán)(C05一個(gè),C08兩個(gè))中分別有3個(gè)拷貝,而在甘藍(lán)型油菜中恰好有6個(gè)拷貝。因?yàn)锽na085006應(yīng)該來(lái)源于C08染色體,故命名為BnC08.JAZ1-1。2.克隆親本中雙11號(hào)中BnC08.JAZ1-1基因的CDS序列,構(gòu)建超表達(dá)載體轉(zhuǎn)化擬南芥。和對(duì)照相比,T_2代十幾個(gè)轉(zhuǎn)基因陽(yáng)性株系的粒重顯著增加,其中一個(gè)增幅在20%左右。細(xì)胞學(xué)觀察表明該株系種子變大的原因是細(xì)胞數(shù)目顯著增多,而細(xì)胞大小沒(méi)有變化。3.利用GUS染色分析BnC08.JAZ1-1時(shí)空表達(dá)模式,發(fā)現(xiàn)Bn C08.JAZ1-1主要在幼嫩花瓣中表達(dá)且隨著成熟度逐漸降低,而在葉片、莖、角果皮和種子未觀察到GUS信號(hào)。推測(cè)BnC08.JAZ1-1基因的表達(dá)水平可能與器官的發(fā)育程度有關(guān)。4.利用35S:目標(biāo)基因+GFP融合蛋白觀察BnC08.JAZ1-1在煙草葉片中的亞細(xì)胞定位,結(jié)果表明BnC08.JAZ1-1基因定位在細(xì)胞核。5.對(duì)超表達(dá)和野生型株系花后15天的種子進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組分析,篩選到582個(gè)差異表達(dá)基因,顯著富集于植物-病原互作、泛素介導(dǎo)的水解以及晝夜節(jié)律途徑。其中,泛素-蛋白酶體降解途徑和種子大小調(diào)控密切相關(guān)。
【學(xué)位單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：S565.4
【部分圖文】：

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 第一章 引言3圖1.1 擬南芥和水稻中揭示的種子大小/重量的主要調(diào)控途徑（引自Li et al., 2016）Figure 1.1 Main regulatory pathways for seed size/weight revealed in arabidopsis and rice (derived from Li et al., 2016)1.3.1 泛素-蛋白酶體降解途徑泛素是一個(gè)由 76 個(gè)氨基酸殘基組成的高度保守的小分子多肽，廣泛分布于各類(lèi)細(xì)胞中而得名。泛素能與蛋白質(zhì)的賴氨酸以共價(jià)鍵結(jié)合（Verma et al., 2004），被泛素標(biāo)記的蛋白質(zhì)將被特異性地識(shí)別并降解。泛素化依賴于 ATP 提供能量，具體過(guò)程是活化酶 E1 先激活泛素，隨后并將其轉(zhuǎn)移至結(jié)合酶 E2，最后具有底物特異性連接酶 E3 識(shí)別靶蛋白。泛素化的靶蛋白，被 E1、E2 和E3 們組成的復(fù)合體引導(dǎo)至蛋白酶體，降解為肽鏈、氨基酸和可重復(fù)使用的泛素，該過(guò)程被稱為泛素-蛋白酶體降解途徑（Verma et al., 2004）。最近的研究結(jié)果表明

國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 第二章 材料與方法.9.3 轉(zhuǎn)錄組測(cè)序文庫(kù)構(gòu)建與測(cè)序樣品提取總 RNA 經(jīng)過(guò)測(cè)試合格后，構(gòu)建文庫(kù)。測(cè)序?qū)嶒?yàn)流程和信息分析流程如圖 2.1 所李娜，2015）。測(cè)序平臺(tái)產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)濾后得到有效序列，再對(duì)其進(jìn)一步比對(duì)質(zhì)控后才能進(jìn)行后續(xù)的基因表達(dá)分析。本研究所用的參考基因組是擬南芥（Arabidopsis thalianaAIR10 的全基因組序列信息。

注：A: BnC08.JAZ1-1 蛋白的 CCT_2 結(jié)構(gòu)域的三維結(jié)構(gòu)與氨基酸序列；B：BnC08.JAZ1-1 蛋白的 TIFY 結(jié)構(gòu)域的三維結(jié)構(gòu)與氨基酸序列。Note：A：Three-dimensional structure and amino acid sequence of BnC08.JAZ1-1 protein in the CCT_2-region; B: Three-dimensional structureand amino acid sequence of BnC08.JAZ1-1 protein in the TIFY-region圖 3.2 BnC08.JAZ1-1 蛋白三維結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)圖Figure 3.2 Model diagram of putative BnC08.JAZ1-1 tertiary structure運(yùn)用 NCBI 的 CCD 數(shù)據(jù)庫(kù)分析 BnC08.JAZ1-1 蛋白的保守結(jié)構(gòu)域，發(fā)現(xiàn)其具有 TIFY 結(jié)構(gòu)域和 CCT_2 結(jié)構(gòu)域（圖 3.3）。結(jié)合三維結(jié)構(gòu)序列分析，CCT_2 結(jié)構(gòu)域氨基酸序列一致性很低為17.14%，且預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)類(lèi)別未知。從 TIFY 的保守結(jié)構(gòu)域，可以推斷 BnC08.JAZ1-1 屬于 TIFY 9蛋白，功能預(yù)測(cè) BnC08.JAZ1-1 蛋白是參與茉莉酸信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄因子，可能參與種子大小的調(diào)控。圖 3.3 BnC08.JAZ1-1 蛋白的保守結(jié)構(gòu)域Figure 3.3 Conserved domain of BnC08.JAZ1-1 protein將 BnC08.JAZ1-1 的同源序列進(jìn)行氨基酸多重比對(duì)，如圖 3.4 所示，發(fā)現(xiàn)同源性達(dá)到 50.09%，

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 張雪晶;江文波;龐永珍;;植物種子大小調(diào)控機(jī)制的研究進(jìn)展[J];植物生理學(xué)報(bào);2016年07期

2 白桂萍;劉克釗;譚永強(qiáng);尹羽豐;余華強(qiáng);王漢中;;油菜高產(chǎn)群體各農(nóng)藝性狀對(duì)產(chǎn)量的影響[J];作物雜志;2015年06期

3 王漢中;殷艷;;我國(guó)油料產(chǎn)業(yè)形勢(shì)分析與發(fā)展對(duì)策建議[J];中國(guó)油料作物學(xué)報(bào);2014年03期

本文編號(hào)：2833220