油菜多室性狀是已被證明的產(chǎn)量性狀,有利于油菜高產(chǎn)。Bjmc1基因是芥菜型油菜多室基因,其兩室基因BjMc1突變后導(dǎo)致油菜角果形成三個(gè)腔室,每角果粒數(shù)增加,單株產(chǎn)量增大。本研究通過BjMc1基因啟動(dòng)子生物信息學(xué)分析和啟動(dòng)子截短表達(dá)分析找到基因核心啟動(dòng)子區(qū)段,為后續(xù)尋找相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子及多室角果形成過程的調(diào)控途經(jīng)研究提供基礎(chǔ);本研究還通過RNA干擾BjMc1基因的表達(dá),進(jìn)一步驗(yàn)證多室基因在油菜角果發(fā)育過程中的功能。主要研究結(jié)果如下:1.BjMc1啟動(dòng)子生物信息學(xué)分析用PlantCARE數(shù)據(jù)庫在線分析BjMc1基因上游啟動(dòng)子序列發(fā)現(xiàn),該段包含有光響應(yīng)元件、逆境脅迫響應(yīng)元件、激素響應(yīng)元件、CGTCA-motif茉莉酸甲酯響應(yīng)元件、MYB轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)、ELI-box3誘導(dǎo)子響應(yīng)元件、CAT-box分生組織表達(dá)響應(yīng)元件、5UTR Py-rich stretch高效轉(zhuǎn)錄相關(guān)元件等。2.BjMc1啟動(dòng)子核心區(qū)段的發(fā)現(xiàn)分兩次構(gòu)建了8個(gè)BjMc1啟動(dòng)子5’端缺失載體,P5K(-502bp),P10K(-996bp),P15K(-1568bp),P20K(-2024bp);P11K(-1118bp),P12K(-1206bp),P13K(-1314bp),P14K(-1414bp)。對(duì)轉(zhuǎn)基因陽性植株的花序與12天大的小苗GUS組織化學(xué)染色。結(jié)果表明,P14K、P15K、P20K缺失載體能夠驅(qū)動(dòng)GUS基因在花蕾原基中表達(dá)。P5K、P10K、P11K、P12K、P13K與空載CK均不能驅(qū)動(dòng)GUS基因在花蕾原基中表達(dá)。但除P5K與CK外,其余載體均能驅(qū)動(dòng)GUS基因在萼片,根、莖、葉等組織中表達(dá)。結(jié)合數(shù)據(jù)庫分析,推測(cè)在起始密碼子上游-1414~-1300bp區(qū)段為BjMc1基因在花蕾原基中表達(dá)的核心區(qū)段,CAT-box分生組織表達(dá)響應(yīng)元件可能為核心元件之一。3.啟動(dòng)子核心區(qū)段同源性分析比較蕓薹屬植物Mc1基因啟動(dòng)子核心區(qū)段115bp發(fā)現(xiàn),該序列與其他蕓薹屬植物的Mc1基因啟動(dòng)子匹配程度高。與黑芥(BniMc1)100%匹配,與甘藍(lán)型油菜(BnaMc1)和白菜型油菜(BraMc1)匹配均達(dá)到96%,而與擬南芥(AthMc1)匹配75%。這一結(jié)果暗示啟動(dòng)子核心區(qū)段115bp為基因表達(dá)所必需的,且在蕓薹屬植物中高度保守。分析啟動(dòng)子序列發(fā)現(xiàn),這5個(gè)啟動(dòng)子區(qū)段均包含CAT-box分生組織表達(dá)調(diào)控元件,說明該元件是Mc1基因表達(dá)的關(guān)鍵調(diào)控元件。4.RNA干涉BjMc1基因結(jié)果分析BjMc1基因序列,用改造過的載體pC2300RNAi,成功構(gòu)建了RNA干涉載體pRNAi,并將其轉(zhuǎn)到純合兩室植株中,獲得了陽性轉(zhuǎn)基因植株。對(duì)轉(zhuǎn)基因陽性植株進(jìn)行qRT-PCR分析和表型觀察,結(jié)果顯示:轉(zhuǎn)基因T_0代,編號(hào)R67、R79、R120,3棵表現(xiàn)莖尖發(fā)育異常;在轉(zhuǎn)基因T_1代中檢測(cè)到RNA干涉降低了BjMc1基因的表達(dá)量,轉(zhuǎn)基因植株葉片變得細(xì)長(zhǎng),葉緣齒狀減少;且轉(zhuǎn)基因植株角果普遍比純合兩室植株角果短,并且有部分株系出現(xiàn)類多室角果的表型,角果外形與多室相似,但內(nèi)部只有兩個(gè)腔室。結(jié)合上述結(jié)果,可以認(rèn)為Bjmc1基因控制芥菜型油菜心皮發(fā)育,與芥菜型油菜角果小室數(shù)目有關(guān)。
【學(xué)位單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S565.4
【部分圖文】：

圖 1.1 CLV 信號(hào)調(diào)控模型（Betsuyaku et al 2011）Fig. 1.1 Controlling model of CLV signaling components外，有研究認(rèn)為CLV1基因可與BAM基因互作來影響花器官發(fā)育的心皮數(shù)因與 CLV1 同樣屬于受體激酶蛋白家族，能促進(jìn)孢原細(xì)胞的分裂分化，

圖 1.2 花器官發(fā)育“ABC”模型.2 The “ABC” model of floral organ dC”模型中，C 類基因（AG）與擬S CLAW）與 SPT（SPATULA）基

圖 1.3 RNA 干涉的分子機(jī)制（Plasterk 2002）Fig. 1.3 The molecular mechanism of RNA interference（Plasterk 2002）2.5.2 RNA 干涉技術(shù)的特點(diǎn)與方法因其特定的機(jī)制，RNA 干涉技術(shù)具有高穩(wěn)定性，高特異性，高效率，以及便于
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2869307