隨著基因組測(cè)序的完成,蒺藜苜蓿（Medicago truncatula）已經(jīng)成為研究豆科植物基因功能的模式植物。本研究通過(guò)正向遺傳學(xué)和反向遺傳學(xué)篩選鑒定得到3個(gè)蒺藜苜蓿赤霉素合成基因MtGA3xo1突變體株系,并對(duì)其進(jìn)行分子鑒定和功能解析。利用蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)技術(shù),挖掘赤霉素及其合成基因MtGA3xo1潛在的分子調(diào)控機(jī)制,并對(duì)赤霉素調(diào)控下游通路進(jìn)行分析,為探究赤霉素在豆科植物中的作用提供新思路。主要結(jié)果如下:通過(guò)對(duì)突變體株系側(cè)翼序列分析表明,Tnt1轉(zhuǎn)座子分別插入于MTR₂g102570基因的第一個(gè)外顯子距離起始密碼子149bp（NF13294）、416bp（NF18131）處,以及距離第一個(gè)外顯子末端16bp處（NF12434）。MTR₂g102570基因?qū)儆贕A3oxs家族,負(fù)責(zé)編碼MtGA3ox1,主要參與GA1及GA4的合成。高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜檢測(cè)發(fā)現(xiàn)ga3ox1突變體的GA3、GA4含量顯著低于野生型R108。ga3ox1突變體的根長(zhǎng)、葉柄長(zhǎng)、地上部分生物量以及葉片和葉柄細(xì)胞大小等指標(biāo)均低于R108,而葉綠素含量（葉綠素a、葉... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：120 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

赤霉素生物合成途徑（右）和赤霉素轉(zhuǎn)運(yùn)（左）(Binenbaumetal.,2018)

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士學(xué)位論文第二章蒺藜苜蓿矮化突變體表型分析及突變基因鑒定31圖2.1ga3ox1突變體篩選鑒定（a）ga3ox1突變體矮化表型；（b）Tnt1插入GA3ox1基因在三個(gè)突變體株系（ga3ox1-1(NF18131),ga3ox1-2(NF13294),ga3ox1-3(NF12434)）中的位置示意圖；（c）RT-PCR驗(yàn)證；（d）進(jìn)化樹(shù)分析Figure2.1Screeningandidentificationofga3ox1mutants(a)Phenotypesofga3ox1nullmutants.ga3ox1mutantdisplayadwarfphenotype.(b)PositionofTnt1insertionsintheGA3ox1geneinthemutantlinesga3ox1-1(NF18131),ga3ox1-2(NF13294),ga3ox1-3(NF12434).Grayboxesindicate5’UTRand3’UTR,respectively.Darkboxesindicateexons,andthelineindicatestheintron.(c)RT-PCRforGA3ox1inleavesofR108andthreega3ox1mutantlines.Actinwasusedasareferencegene.(d)Phylogenetictreeanalysis.ProteinsequenceswereobtainedfromGenBank.Thephylogenetictreewasconstructedbytheneighbor-joiningmethodwith1000bootstrapreplicatesbythesoftwareMEGA7.0(http://www.megasoftware.net/).Numbersindicateconfidencepercentages.2.2.2ga3ox1突變體表型分析為了進(jìn)一步對(duì)R108生態(tài)型以及ga3ox1突變體的表型進(jìn)行分析，將萌發(fā)后的幼苗移入1/2霍格蘭營(yíng)養(yǎng)液中，水培一個(gè)月后對(duì)其表型進(jìn)行觀察，并對(duì)相關(guān)形態(tài)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果表明，R108生態(tài)型根系顯著長(zhǎng)于ga3ox1突變體根系，平均長(zhǎng)度為28.2cm。而與之相對(duì)應(yīng)的是ga3ox1突變體根系平均長(zhǎng)度為21.85cm（圖2.2d）。此外，在葉柄長(zhǎng)度上，R108的葉柄長(zhǎng)顯著高于ga3ox1突變體的葉柄長(zhǎng)，ga3ox1突變體的葉柄長(zhǎng)度只有R108葉柄長(zhǎng)度的三分之一（圖2.2c）。

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士學(xué)位論文第二章蒺藜苜蓿矮化突變體表型分析及突變基因鑒定32圖2.2R108生態(tài)型與ga3ox1突變體表型鑒定（a-b）萌發(fā)后水培1個(gè)月的R108及ga3ox1；（c-d）R108及ga3ox1的根系及葉柄長(zhǎng)度Figure2.2PhenotypeidentificationofR108ecotypeandga3ox1mutant(a-b)R108andga3ox1mutantinhydroponicculture1monthaftergermination.(c-d)rootandpetiolelengthofR108andga3ox1.*p<0.05,and**p<0.01byDuncantest.2.2.3ga3ox1突變體種皮顏色與類黃酮含量除了在株型發(fā)育存在顯著差異之外，與R108相比，ga3ox1突變體的種皮顏色明顯加深（圖2.3a）。研究表明，種皮顏色主要與類黃酮的生物合成相關(guān)(Yangetal.,2010;崔麗娜etal.,2010)。基于之前的研究報(bào)道，對(duì)兩種材料種子進(jìn)行了類黃酮含量測(cè)定。結(jié)果表明，R108種子中類黃酮的含量為5.2mg/g，而在ga3ox1突變體中，種子類黃酮含量得到了顯著的增加，為10.8mg/g（圖2.3b）。與R108相比，ga3ox1突變體種子中類黃酮含量增加了一倍。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]紫花苜蓿鹽脅迫下差異蛋白篩選及功能分析[D]. 高燕麗.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2019
[2]北京鴨腿部出血癥發(fā)病原因和機(jī)制研究[D]. 張亞茹.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018



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