本文關(guān)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(guān)系密切。合適的開花時(shí)間、正常的花發(fā)育是種子形成的基礎(chǔ),并會(huì)進(jìn)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(jié)構(gòu)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(xué)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(shí)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(duì)FUL基因功能的研究有了一定的進(jìn)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?yàn)閷?duì)象,初步分析了該基因的功能。在此基礎(chǔ)上,又進(jìn)一步構(gòu)建了過表達(dá)載體和RNA干擾載體,并成功地將BdFUL2的過表達(dá)載體通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)轉(zhuǎn)化到水稻植株中。本文的主要內(nèi)容及結(jié)果如下:1.在本實(shí)驗(yàn)室竇艷華克隆分析到BdFUL1的兩個(gè)可變剪接體BdFUL1-1和BdFUL1-2的基礎(chǔ)上,又克隆到了BdFUL2基因,運(yùn)用生物信息學(xué)的方法初步分析了BdFUL1和BdFUL2序列和蛋白結(jié)構(gòu),并構(gòu)建了系統(tǒng)進(jìn)化樹。結(jié)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(guān)系,可能具有相似的功能。2.在本實(shí)驗(yàn)室竇艷華初步分析了BdFUL1-1和BdFUL1-2在不同組織中的表達(dá)模式基礎(chǔ)上,又進(jìn)一步分析了BdFUL1-1和BdFUL1-2在各輪花器官中的表達(dá)模式。對(duì)BdFUL2基因,分析了其在不同組織和各輪花器官中的表達(dá)模式。結(jié)果顯示,與BdFUL1不同,BdFUL2在幼根中的表達(dá)量并不高,而在成熟莖和花中的表達(dá)與BdFUL1的兩個(gè)可變剪接類似,都有比較高的表達(dá)量。在各輪花器官中的表達(dá)分析顯示,BdFUL1的兩個(gè)可變剪接BdFUL1-1和BdFUL1-2與BdFUL2類似,均在護(hù)穎、外稃中有較高表達(dá),在內(nèi)稃中也有一定量的表達(dá),而在內(nèi)輪的漿片、雄蕊、雌蕊中的表達(dá)則較少。3.本文分析了春化和未春化不同的處理?xiàng)l件下BdFUL1-1、BdFUL1-2和BdFUL2的表達(dá)量,以及高低溫、旱、鹽脅迫處理和激素處理?xiàng)l件下,BdFUL1-1和BdFUL1-2的表達(dá)量。春化和未春化處理分析結(jié)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(dá),且其表達(dá)量均高于春化和未春化處理?xiàng)l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(jié)果顯示,高低溫脅迫和激素ABA、6-BA、SA處理?xiàng)l件下,BdFUL1的兩個(gè)可變拼接的表達(dá)量均有所上升,而且提前終止的BdFUL1-1,其表達(dá)量要明顯高于完整的BdFUL1-2;旱脅迫PEG處理?xiàng)l件下,BdFUL1-1表達(dá)量下降。4.完成了BdFUL1和BdFUL2的3個(gè)過表達(dá)載體和4個(gè)RNA干擾載體的構(gòu)建。并將BdFUL2的過表達(dá)載體通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)成功地轉(zhuǎn)化到水稻植株,同時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)基因水稻植株進(jìn)行了BdFUL2基因表達(dá)量的檢測。結(jié)果顯示,轉(zhuǎn)基因水稻植株中檢測到BdFUL2基因的表達(dá)。以上這些試驗(yàn)結(jié)果,生物信息學(xué)分析、表達(dá)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(dá),誘導(dǎo)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(gè)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(yīng)答環(huán)境脅迫有關(guān)。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(yīng)高低溫脅迫和激素變化。過表達(dá)載體和RNA干擾載體的構(gòu)建,BdFUL2的過表達(dá)載體在水稻中的成功轉(zhuǎn)化,為進(jìn)一步探究BdFUL1和BdFUL2基因調(diào)控植物開花時(shí)間和花器官以及種子發(fā)育等生物學(xué)功能奠定了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：二穗短柄草 水稻 花發(fā)育 FUL基因
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：Q943.2
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 文獻(xiàn)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(jié)構(gòu)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(jìn)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(jìn)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(shí)驗(yàn)方法26-32
• 2.2.1 生物信息學(xué)分析26
• 2.2.2 表達(dá)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(gòu)建27-29
• 2.2.5 水稻的轉(zhuǎn)化29-32
• 第三章 結(jié)果與討論32-47
• 3.1 結(jié)果與分析32-44
• 3.1.1 生物信息學(xué)分析32-34
• 3.1.2 表達(dá)特性的分析34-37
• 3.1.3 基因的克隆及載體的構(gòu)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(dǎo)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(xiàn)47-54
• 附錄54-55
• 縮略詞表55-56
• 致謝56-57
• 作者簡介57

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本文編號(hào)：319531