【摘要】：煙草是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物,但普通煙草遺傳基礎(chǔ)狹窄,對(duì)逆境和疾病的抗性較差;而許多野生煙草種保存有病蟲害抗性和逆境耐受性等優(yōu)良性狀,它是改良栽培煙草品種的天然基因庫(kù),如Nicotiana alata LinkOtto(花煙草),它對(duì)野火病,根黑腐爛的病,白色粉狀病和番茄斑萎病都具有高度的抗性,但它屬于自交不親和(Self-incompatibility)。課題組獲得了形態(tài)或自交親和性不同的花煙草材料:N.alata-N2存在自交不親和可塑性,能自交結(jié)實(shí);N.alata-N1也能自交結(jié)實(shí),但其植株和花朵形態(tài)和N.alata-N2有較大區(qū)別;N.alata-N3(PI 42334)卻嚴(yán)格自交不親和,不能自交結(jié)實(shí)。本論文鑒定了3份花煙草材料的S基因型;研究了N.alata-N2自交不親和可塑性的調(diào)控機(jī)制;通過(guò)對(duì)比自交不親和調(diào)控關(guān)鍵基因在N.alata-N2和N.alata-N3的表達(dá)差異,初步探究了N.alata-N3嚴(yán)格自交不親和的調(diào)控機(jī)制。具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)通過(guò)設(shè)計(jì)同源引物和基因特異性引物,克隆和鑒定了3份花煙草材料(N.alata-N1,N2和N3)的S基因型,結(jié)果表明N.alata-N1和N2的S基因型都為S_6S_6,而N.alata-N3的S基因型為S_7S_7,其中N.alata-N1和N2形態(tài)學(xué)差異大,但都能自交結(jié)實(shí),N.alata-N3嚴(yán)格自交不親和。(2)前期研究表明N.alata-N2在雌蕊和植株發(fā)育衰老時(shí),自交親和性提高并自交結(jié)實(shí),本研究通過(guò)實(shí)時(shí)熒光定量檢測(cè)了自交不親和調(diào)控相關(guān)基因,伴隨雌蕊和植株發(fā)育衰老的轉(zhuǎn)錄差異,結(jié)果顯示:S_6、120 kDa、HT-b、TTS和NAG等自交不親和調(diào)控基因伴隨雌蕊和植株發(fā)育衰老,轉(zhuǎn)錄量降低,表明上述基因轉(zhuǎn)錄水平的改變,可能與N.alata-N2自交不親和可塑性調(diào)控有關(guān);Trxh和NaStep基因的轉(zhuǎn)錄伴隨雌蕊和植株發(fā)育衰老無(wú)規(guī)律性變化。(3)進(jìn)一步測(cè)定了自交不親和調(diào)控關(guān)鍵蛋白—S-RNase伴隨雌蕊和植株發(fā)育衰老,酶活性變化規(guī)律;通過(guò)原核表達(dá)-抗體芯片篩選技術(shù)獲得自交不親和調(diào)控相關(guān)蛋白120 kDa和HT-b的單克隆抗體,Western-blot研究?jī)烧叩鞍装殡S雌蕊衰老時(shí)蛋白表達(dá)量變化。研究結(jié)果表明,在雌蕊和植株發(fā)育衰老時(shí)期,S-RNase酶活性相對(duì)降低,但雌蕊中仍具有較高水平的S-RNase活性,120 kDa和HT-b蛋白表達(dá)量下降。該研究結(jié)果進(jìn)一步從蛋白和生理水平探究了N.alata-N2自交不親和可塑性的調(diào)控機(jī)制。(4)通過(guò)比較自交不親和調(diào)控相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄和S-RNase活性在N.alata-N2和N.alata-N3材料中的差異,120 kDa和HT-b蛋白在N.alata-N2和N.alata-N3材料中表達(dá)量差異,探究2個(gè)花煙草材料自交不親和強(qiáng)度差異的調(diào)控機(jī)制。結(jié)果表明,N.alata-N3材料中相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄量、S-RNase活性、120 kDa和HT-b蛋白表達(dá)量都較N.alata-N2高,這可能與N.alata-N3自交不親和程度較N.alata-N2高有關(guān)。綜上所述,形態(tài)學(xué)差異大的2份花煙草材料(N.alata-N1和N2)S基因型都為S_6S_6,這與2份材料都能自交結(jié)實(shí)的結(jié)果相吻合;而N.alata-N3的S基因型為S_7S_7。伴隨雌蕊和植株發(fā)育衰老,N.alata-N2材料中120 kDa和HT-b基因轉(zhuǎn)錄和蛋白表達(dá)量降低,表明2個(gè)基因可能從轉(zhuǎn)錄和翻譯水平,調(diào)控自交不親和可塑性;衰老雌蕊中仍具有較高水平的S-RNase酶活性,表明S-RNase酶可能未直接參與調(diào)控自交不親和可塑性的變化。而N.alata-N3中S-RNase酶活、120 kDa和HT-b基因轉(zhuǎn)錄和蛋白表達(dá)量較N.alata-N2的高,這可能保證了自交不親和調(diào)控基因產(chǎn)物,在雌蕊不同發(fā)育時(shí)期的含量高于其發(fā)揮作用的閾值,控制N.alata-N3自交不親和。本論文探究了花煙草自交不親和可塑性的調(diào)控機(jī)制,以及不同材料間自交不親和性存在差異的原因,對(duì)花煙草種質(zhì)資源保存及抗性新品種的培育有重要指導(dǎo)意義。
【圖文】：

茄科植物S基因序列特征

PV引物擴(kuò)增N.alata(N2)S-gene片段Fig.2.3PCRamplificationofS-geneinN.alata(N2)withPVprimer.
【學(xué)位授予單位】：云南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S572;Q943.2

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張雪梅;李保國(guó);齊國(guó)輝;;植物雌蕊與花粉自交不親和的研究進(jìn)展[J];北方園藝;2011年10期

2 李鳳霞;楊愛(ài)國(guó);王衛(wèi)鋒;龔達(dá)平;劉貫山;孫玉合;;花煙草自交不親和及其機(jī)理[J];生命的化學(xué);2009年01期

3 程萍;馮仁軍;袁克華;張銀東;;植物自交不親和性的分子研究[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2008年32期

4 許旭明;;煙草的起源與進(jìn)化[J];三明農(nóng)業(yè)科技;2007年03期

5 張一婧;薛勇彪;;基于S-核酸酶的自交不親和性的分子機(jī)制[J];植物學(xué)通報(bào);2007年03期

6 吳華清;張紹鈴;李曉;吳俊;;植物自交不親和性的分子生物學(xué)進(jìn)展[J];南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2006年04期

7 朱墨;孢子體自交不親和的雌雄S決定子及顯隱性關(guān)系[J];首都師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年02期

8 唐嘉義,張澤;抗TSWV轉(zhuǎn)基因煙草植株的初步研究[J];植物病理學(xué)報(bào);2002年03期

9 李永平;云南省煙草育種進(jìn)展及發(fā)展對(duì)策[J];中國(guó)煙草科學(xué);2001年03期

10 高新起，，王秀玲;植物的自交不親和性[J];曲阜師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1999年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 齊潔;杏自交不親和相關(guān)基因的克隆及表達(dá)分析[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2002年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 廖婷;油茶自交不親和性初步研究[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2672634