【摘要】：蕓芥(Eruca sativa Mill.)為孢子體自交不親和植物,具有優(yōu)異的抗逆能力,是十字花科作物育種的重要優(yōu)良基因資源。自交親和性可以使植株在自然狀況下實現(xiàn)自交,利于其攜帶的有益基因的保留和累加,從而使植物自身的抗逆性增強,提高產量;并且還有利于選育優(yōu)良自交系、利于種質保純,增加品種的穩(wěn)定性,延長種子的使用壽命。因此,研究已發(fā)現(xiàn)的蕓芥自交親和基因資源遺傳機制以及克隆控制自交親和性的特異基因在生物學和育種等方面具有重要意義。本研究以蕓芥自交親和系(Self-compatibility,SC)和自交不親和系(Selfincompatibility,SI)開花前與開花后的花藥和柱頭為材料,采用14對引物組合進行mRNA差異顯示PCR(Differential Display Reverse Transcription PCR,DDRT-PCR)分析,以分離、克隆蕓芥自交親和基因;對部分差異片段進行了表達模式分析,以分析相關基因在蕓芥親和性調控中的作用機制;繼而采用RACE技術克隆了候選基因果膠酸裂解酶的全長cDNA,并構建了植物表達載體。取得的主要結果與結論如下:1.在蕓芥近等基因系SI和SC間篩選得到了11條差異片段。這些差異表達基因包含木葡聚糖半乳糖基轉移酶、DnaJ伴侶蛋白、果膠酸裂解酶家族蛋白、40S核糖體蛋白s19-1和假設蛋白等。2.首次在蕓芥花藥中發(fā)現(xiàn)并克隆得到了全長為1657bp的果膠酸裂解酶(pectate lyase,PL)基因序列,命名為EsPL。其完整開放閱讀框(Open Read Frame,ORF)為1371bp,編碼456個氨基酸。3.EsPL基因編碼蛋白質的特性分析表明,EsPL的等電點為9.42,蛋白質相對分子量為51.179kD,EsPL為親水性蛋白;EsPL基因編碼的蛋白存在信號肽,是一個分泌蛋白。N端有一個跨膜蛋白;二級結構預測結果顯示,EsPL包含24.56%的α螺旋,29.61%的延伸鏈,13.16%的β-轉角和32.68%的無規(guī)則卷曲。系統(tǒng)發(fā)生樹分析發(fā)現(xiàn),蕓芥EsPL基因與十字花科蕓薹屬植物甘藍型油菜(CDY09356.1)、白菜型油菜(XP_009129128.1)的PL基因親緣關系更近。4.成功構建了蕓芥EsPL基因植物表達載體,為進一步研究蕓芥EsPL基因的亞細胞定位和瞬時表達以及在白菜型油菜中的轉化表達奠定了基礎。5.首次在蕓芥自交親和系柱頭中獲得分子伴侶蛋白DnaJ同源基因esAtJ3。該基因含有一個長度為297bp的完整開放閱讀框,編碼98個氨基酸殘基,含有一個DnaJC保守結構域,屬于植物DnaJ超家族。esAtJ3基因無信號肽,是一個親水性蛋白;二級結構預測表明esAtJ3基因主要由不規(guī)則卷曲和α螺旋組成。將esAtJ3基因與原核表達載體pET32a相連構建重組載體pET32a-esAtJ3,把重組載體轉入大腸桿菌BL21(DE3)中,用IPTG誘導重組菌,經SDS-PAGE電泳分析,獲得分子量約為31kD的重組esAtJ3蛋白。6.表達模式分析表明,木葡聚糖半乳糖基轉移酶基因在SC開花前柱頭中表達量最大;SC8假設蛋白在蕓芥SC開花后花藥中表達量最大;esAtJ3基因在蕓芥SC開花前柱頭中表達量較高;EsPL在蕓芥開花后SC花藥中的表達量顯著高于SI花藥中表達量,初步推測這些差異基因可能在蕓芥SI和SC性狀調控過程中發(fā)揮重要作用。
【學位授予單位】：甘肅農業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：Q943.2

【參考文獻】

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本文編號：2804640