本文關鍵詞：二穗短柄草BdFUL1和BdFUL2基因功能的初步分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：禾本科植物水稻、玉米和小麥為世界的三大糧食作物,與我們的生活關系密切。合適的開花時間、正常的花發(fā)育是種子形成的基礎,并會進一步影響糧食的產(chǎn)量和質(zhì)量。短柄草,作為新型的禾本科模式植物,植株矮小,易于種植管理,花器官結構與小麥、水稻類似,而且其基因組也比較小,僅272 Mbp。因此,我們可以用二穗短柄草(Brachypodium distachyon)來研究禾本科中糧食作物的生物學問題。FUL(FRUITFULL)基因,為植物的MADS-box基因,參與調(diào)控植物的開花時間、花器官和種子的發(fā)育等,功能表現(xiàn)出不保守性。近幾年來,對FUL基因功能的研究有了一定的進展,特別是在模式植物擬南芥(Arabidopsis thaliana)和水稻(Oryza sativa Linnaeus)中。本論文以二穗短柄草BdFUL1和BdFUL2基因為對象,初步分析了該基因的功能。在此基礎上,又進一步構建了過表達載體和RNA干擾載體,并成功地將BdFUL2的過表達載體通過轉(zhuǎn)基因技術轉(zhuǎn)化到水稻植株中。本文的主要內(nèi)容及結果如下:1.在本實驗室竇艷華克隆分析到BdFUL1的兩個可變剪接體BdFUL1-1和BdFUL1-2的基礎上,又克隆到了BdFUL2基因,運用生物信息學的方法初步分析了BdFUL1和BdFUL2序列和蛋白結構,并構建了系統(tǒng)進化樹。結果顯示,BdFUL1與小麥的WFUL1和水稻的OsMADS14,BdFUL2與小麥的WFUL2和水稻的OsMADS15從屬同一分支,有較近的親緣關系,可能具有相似的功能。2.在本實驗室竇艷華初步分析了BdFUL1-1和BdFUL1-2在不同組織中的表達模式基礎上,又進一步分析了BdFUL1-1和BdFUL1-2在各輪花器官中的表達模式。對BdFUL2基因,分析了其在不同組織和各輪花器官中的表達模式。結果顯示,與BdFUL1不同,BdFUL2在幼根中的表達量并不高,而在成熟莖和花中的表達與BdFUL1的兩個可變剪接類似,都有比較高的表達量。在各輪花器官中的表達分析顯示,BdFUL1的兩個可變剪接BdFUL1-1和BdFUL1-2與BdFUL2類似,均在護穎、外稃中有較高表達,在內(nèi)稃中也有一定量的表達,而在內(nèi)輪的漿片、雄蕊、雌蕊中的表達則較少。3.本文分析了春化和未春化不同的處理條件下BdFUL1-1、BdFUL1-2和BdFUL2的表達量,以及高低溫、旱、鹽脅迫處理和激素處理條件下,BdFUL1-1和BdFUL1-2的表達量。春化和未春化處理分析結果顯示,在經(jīng)春化的抽穗后第一葉中,BdFUL1-1、BdFUL1-2和BdFUL2有高水平表達,且其表達量均高于春化和未春化處理條件下的其他葉和花。高低溫、旱、鹽脅迫處理和激素處理分析結果顯示,高低溫脅迫和激素ABA、6-BA、SA處理條件下,BdFUL1的兩個可變拼接的表達量均有所上升,而且提前終止的BdFUL1-1,其表達量要明顯高于完整的BdFUL1-2;旱脅迫PEG處理條件下,BdFUL1-1表達量下降。4.完成了BdFUL1和BdFUL2的3個過表達載體和4個RNA干擾載體的構建。并將BdFUL2的過表達載體通過轉(zhuǎn)基因技術成功地轉(zhuǎn)化到水稻植株,同時對轉(zhuǎn)基因水稻植株進行了BdFUL2基因表達量的檢測。結果顯示,轉(zhuǎn)基因水稻植株中檢測到BdFUL2基因的表達。以上這些試驗結果,生物信息學分析、表達模式分析、春化和未春化處理分析、高低溫旱鹽脅迫處理和激素處理分析顯示,BdFUL1和BdFUL2基因,在開花前期,受低溫春化作用的影響,在葉片中表達,誘導二穗短柄草開花,并在花器官發(fā)育中調(diào)控外輪花器官的發(fā)育。BdFUL1基因的兩個可變剪接體BdFUL1-1和BdFUL1-2可能在非生物脅迫下產(chǎn)生,其功能與應答環(huán)境脅迫有關。即翻譯不完整蛋白的BdFUL1-1的形成,可幫助二穗短柄草植株適應高低溫脅迫和激素變化。過表達載體和RNA干擾載體的構建,BdFUL2的過表達載體在水稻中的成功轉(zhuǎn)化,為進一步探究BdFUL1和BdFUL2基因調(diào)控植物開花時間和花器官以及種子發(fā)育等生物學功能奠定了基礎。
【關鍵詞】：二穗短柄草 水稻 花發(fā)育 FUL基因
【學位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：Q943.2
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 文獻綜述12-25
• 1.1 植物花的發(fā)育13-21
• 1.1.1 擬南芥、水稻、二穗短柄草和小麥花的結構13-15
• 1.1.2 開花的決定15-17
• 1.1.3 花的起始17-18
• 1.1.4 花器官的發(fā)育18-21
• 1.2 FUL基因研究進展21-24
• 1.2.1 MADS-box基因和植物MADS-box基因21-22
• 1.2.2 水稻和二穗短柄草中MADS-box基因22
• 1.2.3 FUL基因的研究進展22-24
• 1.3 本論文研究的目的及意義24-25
• 第二章 材料與方法25-32
• 2.1 材料25-26
• 2.1.1 植物材料25
• 2.1.2 菌株25
• 2.1.3 質(zhì)粒載體25-26
• 2.1.4 試劑、藥品與酶26
• 2.1.5 儀器26
• 2.2 實驗方法26-32
• 2.2.1 生物信息學分析26
• 2.2.2 表達模式的分析26
• 2.2.3 未春化及脅迫處理分析26-27
• 2.2.4 基因的克隆及載體的構建27-29
• 2.2.5 水稻的轉(zhuǎn)化29-32
• 第三章 結果與討論32-47
• 3.1 結果與分析32-44
• 3.1.1 生物信息學分析32-34
• 3.1.2 表達特性的分析34-37
• 3.1.3 基因的克隆及載體的構建37-42
• 3.1.4 水稻的轉(zhuǎn)化及轉(zhuǎn)基因植株的鑒定42-44
• 3.2 討論44-47
• 3.2.1 非生物脅迫誘導BdFUL1可變剪接的產(chǎn)生44-45
• 3.2.2 BdFUL1和BdFUL2基因的功能45-47
• 參考文獻47-54
• 附錄54-55
• 縮略詞表55-56
• 致謝56-57
• 作者簡介57

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 賈海燕;趙文芳;馬正強;;禾本科新型模式植物二穗短柄草的研究進展[J];麥類作物學報;2009年06期

2 陳軍營;李香妞;趙一丹;陳新建;;新型禾本科模式植物——二穗短柄草[J];植物生理學通訊;2008年04期

3 楊建濤;李康;杜向紅;宋衛(wèi)寧;;以色列二穗短柄草遺傳多樣性分析[J];西北植物學報;2010年04期

4 嚴俊;程劍平;王瑩;GUTTERMAN Yitzchak;NEVO Eviatar;;以色列二穗短柄草(Brochypodium distachyon)種子的休眠與萌發(fā)特性[J];熱帶亞熱帶植物學報;2008年02期

5 莫新春;;禾草模式植物二穗短柄草的研究進展(英文)[J];植物分類與資源學報;2014年02期

6 王宏歸;王保莉;林辰濤;傅永福;;二穗短柄草Bd21的形態(tài)學觀察[J];西北農(nóng)業(yè)學報;2007年06期

7 楊小菊;趙昕;殷恒霞;趙鵬善;李新榮;;鹽脅迫對二穗短柄草幼苗生長及不同器官中鹽離子穩(wěn)態(tài)的影響[J];西北植物學報;2013年02期

8 ;[J];;年期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 趙素珍;徐霞;周江鴻;漆小泉;;二穗短柄草(Brachypodium distachyon．)——研究麥類作物功能基因組學的模式植物[A];中國遺傳學會植物遺傳和基因組學專業(yè)委員會2007年學術研討會摘要集[C];2007年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 李奇;二穗短柄草APETALA1/FRUITFULL亞家族及INDETERMINATE1基因功能分析[D];山東農(nóng)業(yè)大學;2015年

2 李川;二穗短柄草抗寒凍機理研究及作為早熟禾亞科研究模式植物的綜合評估[D];四川農(nóng)業(yè)大學;2012年

3 羅娜;二穗短柄草耐旱抗氧化機理及其相關基因的SNP研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學;2012年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 韓英;二穗短柄草BdFUL1和BdFUL2基因功能的初步分析[D];西北農(nóng)林科技大學;2016年

2 楊建濤;以色列二穗短柄草遺傳多樣性分析及二穗短柄草脫水蛋白家族生物信息學分析[D];西北農(nóng)林科技大學;2010年

3 郎濤;來自不同生態(tài)環(huán)境的二穗短柄草居群的遺傳多樣性分析[D];電子科技大學;2012年

4 張雯;鎘脅迫對二穗短柄草生長及生理特性的響應[D];甘肅農(nóng)業(yè)大學;2014年

5 陳亭;二穗短柄草VERNALIZATION1基因的表達特性與初步的功能分析[D];山東農(nóng)業(yè)大學;2013年

6 龍歡;農(nóng)桿菌介導的二穗短柄草遺傳轉(zhuǎn)化體系的建立與優(yōu)化[D];南京農(nóng)業(yè)大學;2013年

7 李香妞;新型禾本科模式植物二穗短柄草的生物學習性研究和ramosa2基因片段的克隆[D];河南農(nóng)業(yè)大學;2009年

8 張康;二穗短柄草BdHTA1的基因克隆和功能分析[D];南京農(nóng)業(yè)大學;2012年

9 叢倩倩;二穗短柄草的遺傳轉(zhuǎn)化及INDETERMINATE1基因的克隆[D];山東農(nóng)業(yè)大學;2010年

10 徐義;二穗短柄草Ds轉(zhuǎn)座群體的構建與利用[D];山東農(nóng)業(yè)大學;2013年

  本文關鍵詞：二穗短柄草BdFUL1和BdFUL2基因功能的初步分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：319531