發(fā)布時間：2017-05-05 20:03

  本文關鍵詞：Tkn4基因在番茄生長發(fā)育過程中的功能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：KNOX同源盒蛋白(Knotted1-like homebox,KNOX)是具有同源異型結構域的轉錄因子,自從植物中第一個KNOX基因被克隆后,科學家陸續(xù)從擬南芥、水稻、大麥和番茄等植物中分離到了其同源基因,并對這些基因的功能作了詳細的研究。研究發(fā)現(xiàn)KNOX基因在植物頂端分生組織中對維持細胞多能性、葉片和花瓣的發(fā)育以及激素動態(tài)平衡等方面具有重要作用。番茄Tkn4屬于KNOX家族成員,到目前為止,關于番茄Tkn4基因的研究報道較少,本論文對番茄Tkn4基因的功能進行了深入研究,以期了解Tkn4在番茄發(fā)育過程的重要作用,主要結果如下:①根據(jù)番茄數(shù)據(jù)庫中的信息,克隆了番茄Tkn4啟動子及其編碼框序列,生物信息學分析表明Tkn4屬于TALE同源異型盒超家族蛋白,具有典型的KNOX家族結構域,包括Helix-loop-helix、Amphipathic helix、GSE、ELK和HD幾個保守結構域。Tkn4啟動子含有與激素、分生組織和抗逆應答等相關元件。②采用定量PCR方法,對Tkn4基因進行了組織表達模式分析,結果表明Tkn4基因在番茄根、莖、葉、花蕾、花和果實中均有表達;但是在莖和花中表達較高,葉片中表達最弱;在赤霉素、激動素、萘乙酸、乙烯、茉莉酸甲酯、脫落酸和水楊酸處理后均有響應,但是對赤霉素和萘乙酸響應尤為顯著。Tkn4啟動子驅動GUS基因在番茄根、莖、葉、萼片、雄蕊和果實中均有表達,表達模式與定量PCR結果一致,GUS組織染色進一步發(fā)現(xiàn)Tkn4在維管組織、花粉和花粉管表達較強烈。亞細胞定位和酵母單雜交實驗表明Tkn4是一個定位于細胞核且具有轉錄激活活性的轉錄因子。③超表達Tkn4基因產(chǎn)生了兩種類型的表型,一種類型植株矮化,葉片變小且形態(tài)改變,葉片中葉綠素含量升高;組織切片發(fā)現(xiàn)該類型轉基因番茄植株的形成層、頂端和側芽分生組織的形態(tài)都發(fā)生了顯著的變化。另一種類型轉基因植株生長正常,座果率明顯提高,而且果實中的葉綠素含量也顯著提高。轉基因植株幼苗顯示出對生長素和赤霉素敏感的表型。通過RNA-Seq方法分析了兩種表型的轉基因植株中轉錄組的變化,結果表明:轉基因植株中生長素,赤霉素和細胞分裂素等激素相關合成和信號轉導基因的表達水平發(fā)生明顯變化;長勢正常的轉基因植株中許多與花發(fā)育相關基因的表達水平顯著變化。綜上所述:Tkn4基因通過影響激素合成和信號轉導基因,調節(jié)激素平衡,從而調節(jié)形成層、頂端及側芽分生組織的形成和發(fā)育;同時Tkn4通過調節(jié)花器官相關基因的表達,從而調控番茄花組織的形成。本研究進一步明確了KNOX基因參與了植物分生組織的形成發(fā)育過程,同時發(fā)現(xiàn)KNOX基因在花器官形成發(fā)育過程中的新功能,為研究花器官的形成過程提供了一個新的調控途徑。
【關鍵詞】：激素 Tkn4基因 分生組織 維管組織 座果率
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：Q943.2
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-9
• 縮略詞列表9-11
• 1 緒論11-21
• 1.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-17
• 1.1.1 KNOX家族的發(fā)現(xiàn)11-12
• 1.1.2 KNOX結構和分類12-13
• 1.1.3 KNOX的功能研究進展13-17
• 1.1.4 KNOX家族在番茄中的研究現(xiàn)狀17
• 1.2 研究目的、意義及內(nèi)容17-21
• 1.2.1 研究目的和意義17-18
• 1.2.2 主要研究內(nèi)容18-19
• 1.2.3 技術路線19-21
• 2 Tkn4基因的克隆及表達模式分析21-53
• 2.1 引言21-22
• 2.2 材料與方法22-38
• 2.2.1 材料22-28
• 2.2.2 方法28-38
• 2.3 結果38-49
• 2.3.1 Tkn4基因克隆和序列分析38-41
• 2.3.2 Tkn4基因啟動子的克隆及元件分析41-45
• 2.3.3 pLP100-proTkn4::GUS轉基因番茄鑒定45
• 2.3.4 Tkn4基因組織表達模式45-47
• 2.3.5 Tkn4基因對于激素應答的表達模式分析47-48
• 2.3.6 Tkn4作為一個轉錄激活因子定位于細胞核48-49
• 2.4 討論49-51
• 2.5 本章小結51-53
• 3 Tkn4轉基因番茄鑒定和表型分析53-79
• 3.1 引言53
• 3.2 材料與方法53-59
• 3.2.1 材料53-54
• 3.2.2 方法54-59
• 3.3 結果59-75
• 3.3.1 Tkn4超表達載體構建及其轉基因番茄的獲得59-63
• 3.3.2 Tkn4超表達引起植株高度和葉片形態(tài)的改變63-67
• 3.3.3 超表達Tkn4提高番茄座果率67-75
• 3.4 討論75-77
• 3.5 本章小結77-79
• 4 轉錄組分析轉基因植株中DEGs79-117
• 4.1 引言79
• 4.2 材料與方法79-84
• 4.2.1 材料79-82
• 4.2.2 方法82-84
• 4.3 結果84-113
• 4.3.1 轉錄組數(shù)據(jù)可靠性分析84-89
• 4.3.2 差異表達基因篩選89-90
• 4.3.3 Gene Ontology功能分類90-92
• 4.3.4 超表達Tkn4引起植株高度和葉片形態(tài)變化的DEGs分析92-107
• 4.3.5 超表達Tkn4的轉基因植株中與花器官發(fā)育相關DEGs分析107-111
• 4.3.6 RNA-seq數(shù)據(jù)中部分基因的qPCR驗證111-113
• 4.4 討論113-115
• 4.5 本章小結115-117
• 5 結論與展望117-119
• 5.1 主要結論117
• 5.2 本研究的創(chuàng)新點117-118
• 5.3 后續(xù)研究及展望118-119
• 致謝119-121
• 參考文獻121-129
• 附錄129-132
• A. 作者在攻讀博士學位期間發(fā)表的論文129
• B. 作者在攻讀博士學位期間參加的科研項目129-130
• C. 本文所用到的附錄文件130-132

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中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 燕芳;Tkn4基因在番茄生長發(fā)育過程中的功能研究[D];重慶大學;2015年

  本文關鍵詞：Tkn4基因在番茄生長發(fā)育過程中的功能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：346967