種子大小是作物產(chǎn)量的主要構(gòu)成因素之一,目前關(guān)于種子大小的研究已經(jīng)取得了較大的進展。在模式植物擬南芥和水稻等植物的研究中,多種途徑參與種子大小的調(diào)控。生長素信號通路響應因子ARF2（Auxin response factor 2）參與多種植物生理過程,同時也在種子大小的調(diào)節(jié)中發(fā)揮著重要的作用。目前,關(guān)于ARF2調(diào)控種子大小的研究已經(jīng)在擬南芥中有相關(guān)的報道。本實驗室利用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)成功創(chuàng)建了甘藍型油菜突變體bnaarf2,其四突變體材料籽粒大小顯著增大,其中,L35種子大小增加了22%,L37種子大小增加了27%。同時利用酵母雙雜交等實驗發(fā)現(xiàn)并證明了BnaARF2可能通過與Bna MPK3蛋白激酶互作來調(diào)控甘藍型油菜種子大小。結(jié)果如下:甘藍型油菜中BnaARF2有四個同源拷貝,分別是Bna A06.ARF2、Bna A09ARF2、Bna C03.ARF2、Bna C09.ARF2。這四個同源拷貝間具有很高的同源性,其中Bna A06.ARF2與Bna C03.ARF2間序列相似性最高,達到了97%;Bna C03.ARF2與Bna A09ARF2間序列相似性最低為8... 

【文章來源】：華中農(nóng)業(yè)大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

甘藍型油菜和擬南芥ARF2氨基酸序列分析

BnaARF2調(diào)控甘藍型油菜種子大小的分子機制研究27數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)BnaARF2的表達量隨著種子的發(fā)育過程逐漸降低（圖2b）。同時，熒光定量PCR實驗也驗證了這一結(jié)果（圖2c）。以上結(jié)果表明BnaARF2在甘藍型油菜生殖器官中表達量較高且隨著種子發(fā)育表達量逐漸降低。圖2甘藍型油菜BnaARF2基因表達模式(a).qRT-PCR檢測甘藍型油菜各組織部位BnaARF2的表達水平；(b).熱圖分析公共數(shù)據(jù)庫中甘藍型油菜花后若干天發(fā)育中的種子BnaARF2的表達水平，圖片使用TBtoolsGUI(v0.66443)制作，數(shù)據(jù)來源于SRA數(shù)據(jù)庫；(c).qRT-PCR檢測甘藍型油菜花后若干天發(fā)育中的種子BnaARF2的表達水平。三個生物學重復，t-test檢驗(*，p<0.05；**，p<0.01)。Fig.2BnaARF2geneexpressionpatterninBrassicanapus(a).qRT-PCRdetectionofBnaARF2expressioninvarioustissuepartsofBrassicanapus.(b).HeatmapanalysisoftheexpressionlevelofBnaARF2intheseedsofBrassicanapusgrowinginthepublicdatabaseforseveraldaysafterdevelopment.ThepicturewasmadeusingtheTBtoolsGUI(v0.66443).(c).qRT-PCRdetectionofBnaARF2expressionindevelopingseedsofBrassicanapusforseveraldays.Threebiologicalreplicates,t-test(*,p<0.05;**,p<0.01).

BnaARF2調(diào)控甘藍型油菜種子大小的分子機制研究29圖3bnaarf2四突變體器官大小顯著增大(a).WT與bnaarf2轉(zhuǎn)基因材料各株系種子大小比較，bar=3mm；(b).WT與bnaarf2轉(zhuǎn)基因材料各株系的種子面積，種子面積用SmartGrain測量，標準誤(n=100)；(c).WT與bnaarf2轉(zhuǎn)基因材料各株系幼苗子葉大小比較，bar=20mm；(d).WT與bnaarf2轉(zhuǎn)基因材料各株系幼苗子葉面積，子葉面積使用ImageJ測量，標準誤(n=10)；(e).WT與bnaarf2轉(zhuǎn)基因材料各株系種子萌發(fā)后第五周的幼苗第二片真葉比較，bar=50mm；(f).WT與bnaarf2轉(zhuǎn)基因材料各株系種子萌發(fā)后第五周的幼苗第二片真葉比較，真葉面積使用ImageJ測量，標準誤

【參考文獻】：
期刊論文
[1]中國油菜區(qū)試新品種產(chǎn)量和品質(zhì)性狀分析[J]. 費錦宗,沈金雄,郭彥麗,李海渤.  湖北農(nóng)業(yè)科學. 2019(22)
[2]ARF2 coordinates with PLETHORAs and PINs to orchestrate ABA-mediated root meristem activity in Arabidopsis[J]. Sujittra Promchuea,Yujuan Zhu,Zhizhong Chen,Jing Zhang,Zhizhong Gong.  Journal of Integrative Plant Biology. 2017(01)
[3]植物MAPK級聯(lián)途徑及其功能研究進展[J]. 張振才,梁燕,李翠.  西北農(nóng)林科技大學學報(自然科學版). 2014(04)
[4]甘藍型油菜千粒重性狀的QTL初步定位研究[J]. 朱恒星,閆曉紅,方小平,姜成紅,劉蒙,袁亞賓,楊潔,梁國魯,魏文輝.  植物遺傳資源學報. 2012(05)



本文編號：3465453