【摘要】：異源四倍體甘藍型油菜(Brassica napus,AACC)是我國重要的油料作物之一,由甘藍(Brassica oleracea,CC)和白菜(Brassica rapa,AA)經(jīng)天然雜交形成。MADS-box基因作為一個古老且龐大的基因家族,在植物生長發(fā)育包括開花時間調(diào)控、花器官、果實發(fā)育等各個階段都發(fā)揮重要作用。本研究對甘藍型油菜、白菜、甘藍MADS-box基因家族進行了系統(tǒng)分析,并初步探討了甘藍型油菜MADS-box基因參與的角果開裂調(diào)控機制。主要結(jié)果如下:1.在全基因組水平上分別在甘藍型油菜、白菜、甘藍中鑒定了293、157、149個MADS-box基因。基于基因、蛋白序列特征及進化分析將MADS-box基因分為type Ⅰ型(Mα、Mβ、Mγ)和type Ⅱ型(MIKC~c和MIKC*),MIKC~c又可分為13個亞類,其中花器官發(fā)育ABCDE模型以及開花時間調(diào)控這兩類功能基因最多,可見花器官發(fā)育和開花時間調(diào)控機制的復雜性。通過比較擬南芥,白菜Ar基因組和甘藍Co基因組以及對應甘藍型油菜An和Cn亞基因組的MADS-box基因數(shù),發(fā)現(xiàn)MADS-box基因可能在甘藍和白菜全基因組三倍化過程中發(fā)生了一定量的丟失或變異。2.對甘藍型油菜、白菜、甘藍和擬南芥MADS-box直系同源基因?qū)M行了比較,發(fā)現(xiàn)107個擬南芥基因只有17個能在白菜或甘藍中找到3個直系同源基因,這表明了在白菜和甘藍全基因組三倍化過程中相應直系同源基因發(fā)生了一定量的丟失或變異,同時發(fā)現(xiàn)133個甘藍和白菜直系同源基因?qū)χ杏?01個在甘藍型油菜An和Cn亞基因組中遺傳保留。Type I型進化樹共122個“姐妹基因?qū)Α?An-Ar和Cn-Co直系同源基因?qū)Ψ謩e有49和41個,type Ⅱ型進化樹共130個“姐妹基因?qū)Α?An-Ar和Cn-Co直系同源基因?qū)Ψ謩e有64和49個,表明了甘藍型油菜亞基因組與對應祖先種白菜和甘藍的直系同源基因?qū)Φ挠H緣關(guān)系相對于本身不同拷貝構(gòu)成的同源基因?qū)Ω?.通過基因結(jié)構(gòu)分析,發(fā)現(xiàn)甘藍型油菜type Ⅱ型基因的內(nèi)含子的個數(shù)和長度整體都要大于type Ⅰ型,這導致了type Ⅱ型基因序列長度整體要大于type Ⅰ型。通過蛋白基序分析發(fā)現(xiàn)除了MADS-box和K-box結(jié)構(gòu)域的組成基序外,其它功能未知的基序在type Ⅰ和type Ⅱ型各自不同亞類中呈現(xiàn)特異性分布的特點,還發(fā)現(xiàn)進化樹同一分支中的甘藍型油菜同源基因的基因和蛋白基序結(jié)構(gòu)非常相似。4.通過CRISPR/Cas9技術(shù)創(chuàng)建ful和ind突變體材料,從基因表達水平上分析了擬南芥裂角調(diào)控因子的同源基因在甘藍型油菜中的相互作用,以揭示甘藍型油菜可能的角果開裂機制。半定量結(jié)果表明FRUITFUL(FUL)負調(diào)控SHATTERPROOF(SHP)基因的表達,定量PCR結(jié)果表明INDEHISCENCE(IND)正調(diào)控裂角調(diào)控網(wǎng)絡下游基因NST1C04和ADPG1A07的表達,從而促進角果開裂。同時從激素調(diào)控角果開裂的角度分析了IND對赤霉素合成關(guān)鍵酶GA3ox1A06基因的調(diào)控作用,結(jié)果表明IND正調(diào)控GA3ox1A06基因的表達,從而促進角果開裂。上述結(jié)果表明了甘藍型油菜與擬南芥裂角機制極大程度的相似性。
【圖文】：

華中農(nóng)業(yè)大學 2019 屆碩士研究生學位（畢業(yè)）論文化（Shore and Sharrocks 1995，Riechmann and Wang 1存在四種結(jié)構(gòu)域，從 N 端到 C 端依次包含一個位于 N 端域，I 結(jié)構(gòu)域，K-box 和位于 C 端的 C 結(jié)構(gòu)域。I 結(jié)構(gòu)域組成，是蛋白質(zhì)與 DNA 的二聚化決定性因素，K-box 結(jié)酸組成，由 3 個連續(xù)的 螺旋（K1、K2、K3）構(gòu)成，ies et al 1996，Riechmann et al 1996），位于 C 端的 C 結(jié)目變化較大，有研究表明它含有反式激活域或有助于多Egea-Cortines et al 1999，Honma and Goto 2001）。

華中農(nóng)業(yè)大學 2019 屆碩士研究生學位（畢業(yè)）論文SPR/Cas9 編輯技術(shù)R/Cas 可分為三種類型（I、II、III 型），CRISPR/Cas9 系rRNA 和 tracRNA 組成，研究者將 tracRNA 和 crRNA 連使得現(xiàn)今廣泛使用的 CRISPR/Cas9 編輯系統(tǒng)只包含兩個組與靶基因序列互補配對形成復合體，引導 Cas9 蛋白對 PA。（Wright et al 2016） Cas9 蛋白包含兩個具有核酸酶功H，分別切割互補鏈和非互補鏈。在真核細胞內(nèi)，雙鏈斷端連接（non-homologous endjoining，NHEJ）和同源ion，HR）兩種機制。通過這兩種修復機制使 DNA 產(chǎn)生堿ek et al 2012，Liu et al 2017）（圖 1.2）。
【學位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S565.4

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本文編號：2668024