本文關(guān)鍵詞：甘藍(lán)型油菜開花調(diào)控基因BnFLC.A10和BnFTs的功能分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：開花是植物營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)轉(zhuǎn)換后的關(guān)鍵步驟,也是農(nóng)作物最重要的農(nóng)藝性狀之一。開花是外界環(huán)境與植物內(nèi)在因子協(xié)同作用的結(jié)果。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,花期關(guān)系到農(nóng)作物適應(yīng)性,適時(shí)開花是農(nóng)作物穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的前提。甘藍(lán)型油菜在進(jìn)化和人工馴化過程中,依據(jù)不同的春化需求,形成了三種生態(tài)型:春性、冬性和半冬性。甘藍(lán)型油菜花期調(diào)控的分子機(jī)理研究有助于育種家對(duì)油菜環(huán)境適應(yīng)性的認(rèn)識(shí),為培育優(yōu)良品種提供理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。本研究通過基因表達(dá)分析和轉(zhuǎn)基因技術(shù),分析了甘藍(lán)型油菜花期控制關(guān)建基因Bn FLC.A10和不同Bn FTs的表達(dá)和環(huán)境調(diào)控的關(guān)系。Bn FLC.A10是通過花期QTL圖位克隆獲取的候選基因,Bn FLC.A10啟動(dòng)子中的MITE轉(zhuǎn)座子Monkey King對(duì)基因表達(dá)的影響和可能的調(diào)控模式以及在十字花科植物基因組進(jìn)化中的作用,是研究的重點(diǎn)。甘藍(lán)型油菜基因組含有6個(gè)Bn FTs,本研究分析了Bn FTs在不同生態(tài)型油菜中表達(dá)差異以及對(duì)花期調(diào)控的功能,同時(shí)研究了Bn FTc過量表達(dá)對(duì)油菜植株構(gòu)建和抗旱性的影響。主要結(jié)果如下:1.Bn FLC.A10是TN DH群體(冬性油菜Tapidor和半冬性油菜Ningyou7為親本)春環(huán)境特異的主效花期QTL的候選基因。春油菜Westar,在轉(zhuǎn)化了Tapidor的Bn FLC.A10后,在春環(huán)境或無春化處理的條件下,花期延遲,而在冬環(huán)境下花期不變。內(nèi)源的和轉(zhuǎn)基因來源的Bn FLC.A10在春化前表達(dá)量相似,春化過程中降低,3周春化處理后下降到非常低的水平�；虮磉_(dá)和花期表型的關(guān)系,解釋了Bn FLC.A10控制的花期QTL環(huán)境特異性的原因。2.Bn FLC.A10啟動(dòng)子中Monkey King存在與否對(duì)轉(zhuǎn)基因Westar的花期表型和Bn FLC.A10表達(dá)不產(chǎn)生明顯影響。此結(jié)果似乎與Monkey King密切相關(guān)于油菜冬春性的結(jié)果不一致。Monkey King DNA序列在轉(zhuǎn)基因Westar中高度甲基化,可能抑制了Monkey King對(duì)Bn FLC.A10表達(dá)的影響。3.轉(zhuǎn)基因擬南芥中,Monkey King融合到35S啟動(dòng)子上游,降低了35S啟動(dòng)子的活性。Monkey King對(duì)不同啟動(dòng)子活性的影響可能存在差異。4.Monkey King是十字花科基因組特異的Tourist MITE家族,在不同物種中有不同的轉(zhuǎn)座活性。蕓薹屬中Monkey King轉(zhuǎn)座產(chǎn)生了豐富的物種間和物種內(nèi)的多態(tài)性。白菜和A.thaliana基因組序列分析顯示,大多數(shù)完整Monkey King聚集在基因富含區(qū)域。蕓薹屬中多個(gè)EST序列含有Monkey King片段。這些發(fā)現(xiàn)表明,在一些十字花科物種中,Monkey King可能在基因組范圍內(nèi)對(duì)基因表達(dá)產(chǎn)生了實(shí)質(zhì)性的調(diào)控。另外,Monkey King在甘藍(lán)型油菜中能產(chǎn)生物種特異的mi RNA。5.Bn FTs在不同生態(tài)型油菜中存在表達(dá)差異。春油菜中,Bn FTs在春化前后都能表達(dá);而冬油菜中,Bn FTs表達(dá)只能在春化后檢測(cè)到。葉片中Bn FTb表達(dá)水平高于其他類型的Bn FTs,可能在調(diào)控開花上起主要作用。生殖生長(zhǎng)時(shí)期油菜的多個(gè)組織(或器官)都存在Bn FTs的表達(dá)。6.甘藍(lán)型油菜基因組含有6個(gè)Bn FT拷貝,根據(jù)序列相似性和A、C基因組對(duì)應(yīng)關(guān)系,可將這些不同的Bn FTs分為三種類型:Bn FTa,Bn FTb和Bn FTc。三類Bn FTs在擬南芥中都能促進(jìn)開花。Bn FTc過量表達(dá)引起春油菜Westar和冬油菜Tapidor極早開花,并且可以解除冬油菜開花對(duì)春化的需求。7.田間種植的過量表達(dá)Bn FTc的轉(zhuǎn)基因油菜植株構(gòu)建發(fā)生改變,頂端優(yōu)勢(shì)不明顯,側(cè)枝生長(zhǎng)發(fā)達(dá)。另外,Bn FTc過量表達(dá)導(dǎo)致油菜葉片氣孔開度增大,葉片失水速度加快,植株對(duì)干旱更敏感。
【關(guān)鍵詞】：甘藍(lán)型油菜 春化反應(yīng) 開花 FLC FT MITEs 植株構(gòu)建 氣孔開度
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S565.4
【目錄】：

• 摘要8-10
• Abstract10-13
• 縮略詞表13-14
• 第一章 前言14-30
• 1.1 文獻(xiàn)綜述14-28
• 1.1.1 植物開花調(diào)控機(jī)理概述14-16
• 1.1.2 FLC功能研究16-19
• 1.1.2.1 FLC的克隆16
• 1.1.2.2 FLC的表達(dá)調(diào)控16-18
• 1.1.2.3 蕓薹屬植物FLC功能分析18-19
• 1.1.3 FT功能研究19-25
• 1.1.3.1 擬南芥FT的克隆和表達(dá)調(diào)控19-20
• 1.1.3.2 FT促進(jìn)開花的分子機(jī)理和成花素本質(zhì)20-22
• 1.1.3.3 FT的進(jìn)化與功能分化22-24
• 1.1.3.4 FT功能的新發(fā)現(xiàn)24-25
• 1.1.4 MITE轉(zhuǎn)座子25-28
• 1.1.4.1 MITEs的發(fā)現(xiàn)和序列特征25-27
• 1.1.4.2 MITEs的分布27
• 1.1.4.3 MITEs的生物學(xué)功能27-28
• 1.2 研究基礎(chǔ)，目的和意義28-30
• 1.2.1 研究基礎(chǔ)28-29
• 1.2.2 研究目的和意義29
• 1.2.3 研究?jī)?nèi)容29-30
• 第二章 BnFLC.A10 等位基因功能分析30-43
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料30
• 2.1.1 植物材料30
• 2.1.2 菌株和質(zhì)粒30
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法30-33
• 2.2.1 BnFLC. A10 啟動(dòng)子和CDS序列分離30-31
• 2.2.2 載體構(gòu)建31
• 2.2.3 甘藍(lán)型油菜Westar的遺傳轉(zhuǎn)化和拷貝數(shù)鑒定31
• 2.2.4 轉(zhuǎn)基因植株分子鑒定31
• 2.2.5 花期表型考察31-32
• 2.2.6 轉(zhuǎn)基因植株BnFLC.A10 定量表達(dá)分析32
• 2.2.7 轉(zhuǎn)基因植株Monkey King序列DNA甲基化檢測(cè)32
• 2.2.8 擬南芥的轉(zhuǎn)化32
• 2.2.9 單拷貝轉(zhuǎn)基因擬南芥的篩選32-33
• 2.2.10 轉(zhuǎn)基因擬南芥GUS活性分析33
• 2.3 結(jié)果與分析33-40
• 2.3.1 Tapidor BnFLC.A10 啟動(dòng)子和CDS序列的分離和載體構(gòu)建33-34
• 2.3.2 甘藍(lán)型油菜轉(zhuǎn)基因植株獲得和拷貝數(shù)鑒定。34-35
• 2.3.3 甘藍(lán)型油菜轉(zhuǎn)基因植株花期表型35-37
• 2.3.4 BnFLC .A10 在轉(zhuǎn)基因植株中的表達(dá)37-38
• 2.2.5 轉(zhuǎn)基因植株BnFLC.A10 啟動(dòng)子中Monkey King序列DNA甲基化分析38-39
• 2.3.6 轉(zhuǎn)基因擬南芥中Monkey King對(duì) 35S啟動(dòng)子活性影響39-40
• 2.4 討論40-43
• 2.4.1 BnFLC.A10 對(duì)甘藍(lán)型油菜花期的調(diào)控40-41
• 2.4.2 Monkey King對(duì)基因表達(dá)的影響41-43
• 第三章 Monkey King在十字花科基因組中進(jìn)化43-56
• 3.1 實(shí)驗(yàn)材料43
• 3.2 實(shí)驗(yàn)方法43-44
• 3.2.1 Monkey King在十字花科植物基因組中的提取和序列特征43
• 3.2.2 Monkey King進(jìn)化樹分析43
• 3.2.3 Monkey King在基因組中的插入位點(diǎn)分析43-44
• 3.2.4 蕓薹屬植物基因組中Monkey King擴(kuò)增多態(tài)性分析44
• 3.2.5 Monkey King相關(guān)miRNA發(fā)現(xiàn)44
• 3.3 結(jié)果與分析44-54
• 3.3.1 Monkey King在十字花科基因組中的分布44-47
• 3.3.2 Monkey King的進(jìn)化樹分析47-48
• 3.3.3 Monkey King插入位點(diǎn)的優(yōu)先性和轉(zhuǎn)錄活性分析48-51
• 3.3.4 蕓薹屬物種中Monkey King相關(guān)的種間和種內(nèi)多態(tài)性分析51-52
• 3.3.5 Monkey King相關(guān)miRNA的發(fā)現(xiàn)52-54
• 3.4 討論54-56
• 3.4.1 Monkey King TIR序列的保守型54
• 3.4.2 Monkey King對(duì)十字花科基因組和基因進(jìn)化的影響54-56
• 第四章 BnFTs功能分析56-72
• 4.1 實(shí)驗(yàn)材料56
• 4.1.1 植物材料56
• 4.1.2 質(zhì)粒和菌株56
• 4.2 實(shí)驗(yàn)方法56-58
• 4.2.1 BnFTs表達(dá)分析56
• 4.2.2 不同BnFT拷貝編碼序列ORF分離56-57
• 4.2.3 載體構(gòu)建與植物遺傳轉(zhuǎn)化57
• 4.2.4 不同BnFT轉(zhuǎn)基因擬南芥花期表型考察57
• 4.2.5 甘藍(lán)型油菜轉(zhuǎn)基因拷貝數(shù)估算57-58
• 4.2.6 p35S::BnFTc轉(zhuǎn)基因油菜花期表型考察58
• 4.2.7 p35S::BnFTc轉(zhuǎn)基因甘藍(lán)型油菜植株株型考察58
• 4.2.8 p35S::BnFTc轉(zhuǎn)基因甘藍(lán)型油菜氣孔開度與抗旱性分析58
• 4.3 結(jié)果與分析58-68
• 4.3.1 BnFTs在不同生態(tài)型的甘藍(lán)型油菜中的表達(dá)分析58-60
• 4.3.2 春油菜Westar中不同BnFT拷貝ORF序列的分離60-61
• 4.3.3 BnFTs過量表達(dá)對(duì)擬南芥花期的影響61-62
• 4.3.4 甘藍(lán)型油菜BnFTc過量表達(dá)轉(zhuǎn)基因植株的獲得和轉(zhuǎn)基因拷貝數(shù)的估算62-63
• 4.3.5 BnFTc過量表達(dá)轉(zhuǎn)基因油菜對(duì)花期的影響63-65
• 4.3.6 BnFTc過量表達(dá)對(duì)甘藍(lán)型油菜植株株型的影響65-67
• 4.3.7 BnFTc過量表達(dá)轉(zhuǎn)基因油菜抗旱性分析67-68
• 4.4 討論68-72
• 4.4.1 不同生態(tài)型甘藍(lán)型油菜BnFTs表達(dá)差異68-69
• 4.4.2 不同BnFT拷貝在開花調(diào)控中的差異69
• 4.4.3 FT在甘藍(lán)型油菜育種和基因功能研究上的潛在應(yīng)用69-70
• 4.4.4 BnFTs與甘藍(lán)型油菜側(cè)枝的生長(zhǎng)70
• 4.4.5 開花基因與植株抗旱性的關(guān)系70-72
• 第五章 總結(jié)與展望72-76
• 5.1 研究總結(jié)72-73
• 5.2 本研究的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)73
• 5.3 本研究的不足之處73-74
• 5.4 研究展望74-76
• 參考文獻(xiàn)76-91
• 附錄91-100
• 致謝100-101
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷101-102

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 代書桃;甘藍(lán)型油菜開花調(diào)控基因BnFLC.A10和BnFTs的功能分析[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

  本文關(guān)鍵詞：甘藍(lán)型油菜開花調(diào)控基因BnFLC.A10和BnFTs的功能分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：303576