【摘要】：異源四倍體甘藍(lán)型油菜(Brassica napus,AACC)是我國(guó)重要的油料作物之一,由甘藍(lán)(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(gè)古老且龐大的基因家族,在植物生長(zhǎng)發(fā)育包括開花時(shí)間調(diào)控、花器官、果實(shí)發(fā)育等各個(gè)階段都發(fā)揮重要作用。本研究對(duì)甘藍(lán)型油菜、白菜、甘藍(lán)MADS-box基因家族進(jìn)行了系統(tǒng)分析,并初步探討了甘藍(lán)型油菜MADS-box基因參與的角果開裂調(diào)控機(jī)制。主要結(jié)果如下:1.在全基因組水平上分別在甘藍(lán)型油菜、白菜、甘藍(lán)中鑒定了293、157、149個(gè)MADS-box基因�；诨颉⒌鞍仔蛄刑卣骷斑M(jìn)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(gè)亞類,其中花器官發(fā)育ABCDE模型以及開花時(shí)間調(diào)控這兩類功能基因最多,可見(jiàn)花器官發(fā)育和開花時(shí)間調(diào)控機(jī)制的復(fù)雜性。通過(guò)比較擬南芥,白菜Ar基因組和甘藍(lán)Co基因組以及對(duì)應(yīng)甘藍(lán)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(lán)和白菜全基因組三倍化過(guò)程中發(fā)生了一定量的丟失或變異。2.對(duì)甘藍(lán)型油菜、白菜、甘藍(lán)和擬南芥MADS-box直系同源基因?qū)M(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)107個(gè)擬南芥基因只有17個(gè)能在白菜或甘藍(lán)中找到3個(gè)直系同源基因,這表明了在白菜和甘藍(lán)全基因組三倍化過(guò)程中相應(yīng)直系同源基因發(fā)生了一定量的丟失或變異,同時(shí)發(fā)現(xiàn)133個(gè)甘藍(lán)和白菜直系同源基因?qū)χ杏?01個(gè)在甘藍(lán)型油菜An和Cn亞基因組中遺傳保留。Type I型進(jìn)化樹共122個(gè)“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(gè),type Ⅱ型進(jìn)化樹共130個(gè)“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(gè),表明了甘藍(lán)型油菜亞基因組與對(duì)應(yīng)祖先種白菜和甘藍(lán)的直系同源基因?qū)Φ挠H緣關(guān)系相對(duì)于本身不同拷貝構(gòu)成的同源基因?qū)Ω?.通過(guò)基因結(jié)構(gòu)分析,發(fā)現(xiàn)甘藍(lán)型油菜type Ⅱ型基因的內(nèi)含子的個(gè)數(shù)和長(zhǎng)度整體都要大于type Ⅰ型,這導(dǎo)致了type Ⅱ型基因序列長(zhǎng)度整體要大于type Ⅰ型。通過(guò)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(diǎn),還發(fā)現(xiàn)進(jìn)化樹同一分支中的甘藍(lán)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(guò)CRISPR/Cas9技術(shù)創(chuàng)建ful和ind突變體材料,從基因表達(dá)水平上分析了擬南芥裂角調(diào)控因子的同源基因在甘藍(lán)型油菜中的相互作用,以揭示甘藍(lán)型油菜可能的角果開裂機(jī)制。半定量結(jié)果表明FRUITFUL(FUL)負(fù)調(diào)控SHATTERPROOF(SHP)基因的表達(dá),定量PCR結(jié)果表明INDEHISCENCE(IND)正調(diào)控裂角調(diào)控網(wǎng)絡(luò)下游基因NST1C04和ADPG1A07的表達(dá),從而促進(jìn)角果開裂。同時(shí)從激素調(diào)控角果開裂的角度分析了IND對(duì)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(dá),從而促進(jìn)角果開裂。上述結(jié)果表明了甘藍(lán)型油菜與擬南芥裂角機(jī)制極大程度的相似性。
【圖文】：

華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2019 屆碩士研究生學(xué)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(gè)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(gè)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(xué) 2019 屆碩士研究生學(xué)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(gè)組與靶基因序列互補(bǔ)配對(duì)形成復(fù)合體，引導(dǎo) Cas9 蛋白對(duì) PA。（Wright et al 2016） Cas9 蛋白包含兩個(gè)具有核酸酶功H，分別切割互補(bǔ)鏈和非互補(bǔ)鏈。在真核細(xì)胞內(nèi)，雙鏈斷端連接（non-homologous endjoining，NHEJ）和同源ion，HR）兩種機(jī)制。通過(guò)這兩種修復(fù)機(jī)制使 DNA 產(chǎn)生堿ek et al 2012，Liu et al 2017）（圖 1.2）。
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S565.4

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本文編號(hào)：2668024