本研究以‘窄冠黑白楊’（Populus ‘Zhaiguanheibaiyang’）及其親本為材料,通過(guò)cDNA擴(kuò)增片段長(zhǎng)度多態(tài)性分析技術(shù)（cDNA-AFLP）構(gòu)建擴(kuò)增圖譜。從96對(duì)擴(kuò)增引物中篩選出35對(duì)可用于條帶分析的擴(kuò)增引物,獲得761個(gè)修飾位點(diǎn), 5種基因差異表達(dá)模式�；厥誧DNA-AFLP圖譜中分離的19條差異表達(dá)的轉(zhuǎn)錄衍生片段（transcript-derived fragments, TDFs）進(jìn)行同源性比對(duì)分析,發(fā)現(xiàn)其中14條TDFs與楊樹(shù)基因庫(kù)中的已知基因同源,如絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶（STPK）、泛素激活酶（E1）、糖基轉(zhuǎn)移酶（UDP）、ARGOS-like蛋白基因等,在植物生長(zhǎng)代謝活動(dòng)、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)控等途徑中具有重要作用。利用實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)檢測(cè)差異表達(dá)TDFs在雜種及父本中芽、葉、莖等不同組織的表達(dá)量,發(fā)現(xiàn)在葉中表達(dá)量有明顯差異,這可能與雜種優(yōu)勢(shì)密切相關(guān)。結(jié)果與cDNA-AFLP圖譜一致,說(shuō)明研究結(jié)果穩(wěn)定可靠,為后續(xù)楊樹(shù)雜種優(yōu)勢(shì)的研究提供新的見(jiàn)解。 

【文章來(lái)源】：植物生理學(xué)報(bào). 2020,56(12)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：10 頁(yè)

【部分圖文】：

五種變異類(lèi)型所占的比例

運(yùn)用變性聚丙烯酰胺凝膠電泳對(duì)雜種‘窄冠黑白楊’及其親本之間的差異片段進(jìn)行比較分析,結(jié)果獲得的19條TDFs,其中15條TDFs為雜種特異表達(dá)型,即該條帶僅在雜種中出現(xiàn),4條TDFs單親表達(dá)一致型,即該條帶在雙親之一和雜種中出現(xiàn),而在另一親本中不出現(xiàn)。由此推測(cè)雜種優(yōu)勢(shì)的形成可能與特異基因的表達(dá)相關(guān)。通過(guò)對(duì)19條TDFs進(jìn)行同源比對(duì),發(fā)現(xiàn)這些TDFs可能與雜種優(yōu)勢(shì)的形成密切相關(guān),其中包括絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶、泛素激活酶、糖基轉(zhuǎn)移酶以及ARGOS-like等,這些基因參與植物的多個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程(楊繼祥等2019;林廷文等2020;Saha等2007)。泛素激活酶(EAC/MCT13序列)泛素介導(dǎo)蛋白質(zhì)降解,影響細(xì)胞分化、凋亡等(楊繼祥等2019),泛素蛋白在很多生物途徑中起到了至關(guān)重要的作用,參與植物激素信號(hào)傳導(dǎo)、次生產(chǎn)物糖苷化、光合作用等等多種生命活動(dòng)(Devoto等2003)。糖基轉(zhuǎn)移酶可催化糖基從供體分子轉(zhuǎn)移到受體分子,形成各種具有生物活性的糖苷類(lèi)化合物(林廷文等2020),也是影響植物次生代謝途徑的結(jié)構(gòu)修飾酶之一(趙千婧等2018)。如在棉花中發(fā)現(xiàn)糖基轉(zhuǎn)移酶與棉纖維伸長(zhǎng)發(fā)育顯著相關(guān),對(duì)于細(xì)胞的伸長(zhǎng)具有重要作用,有助于提高棉花產(chǎn)量,在棉花育種方面奠定相關(guān)基礎(chǔ)(馮玥2016)。PPR基因(EAC/MCT16序列)在植物中廣泛存在,但目前其功能研究相對(duì)較少。先前有研究表明其對(duì)植物發(fā)育和細(xì)胞器基因的表達(dá)具有一定的調(diào)控作用(Saha等2007)。AR-GOS-like (EAC/MCT15序列)是生物體內(nèi)一種重要蛋白質(zhì),其可以調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)外信號(hào)傳遞,在細(xì)胞數(shù)量、器官的大小調(diào)控方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用(Kuluev等2016,2017)。關(guān)于ARGOS-like的研究主要集中在擬南芥和水稻中,人們發(fā)現(xiàn)ARGOS-like在器官形成的大小方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。如在擬南芥中已有報(bào)道,ARGOS-like通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞數(shù)量來(lái)調(diào)節(jié)器官的大小(Gonzalez-Garcia等2011)。在水稻上的研究也顯示,ARGOS-like對(duì)于種子大小(Wang等2009)和葉片形態(tài)(徐靜等2013)具有一定的調(diào)控作用,尤其是對(duì)于葉片傾角的調(diào)控,葉片傾角主要決定于葉枕,葉枕與第二年分枝角的形成有很大的關(guān)系(徐靜等2013)。目前已經(jīng)有研究表明,楊樹(shù)中ARGOS-like可以調(diào)控葉片發(fā)育和葉片傾角的形成,進(jìn)而影響分枝角大小,對(duì)楊樹(shù)葉片發(fā)生和器官生長(zhǎng)的調(diào)控具有重要意義(Kuluev等2016)。窄冠楊樹(shù)冠型小,適宜與林、糧、草、藥間作,生長(zhǎng)速度快,有助于提高木材質(zhì)量,促進(jìn)楊樹(shù)良種的選育(田彥挺等2018)。由此推測(cè)這些差異基因與窄冠型性狀有一定的關(guān)系,研究結(jié)果對(duì)于下一階段雜種優(yōu)勢(shì)的研究具有重要的參考價(jià)值。3.3楊樹(shù)絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶基因的表達(dá)差異

回收聚丙烯酰胺膠上A型和B型的雜種差異位點(diǎn)的DNA片段條帶,以回收產(chǎn)物作為模板進(jìn)行二次擴(kuò)增,用1.0%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè),獲得19條轉(zhuǎn)錄衍生的DNA序列(TDFs)。隨后將19條TDFs在NCBI上進(jìn)行BLASTn同源性比對(duì)分析(表4),其中14條TDFs成功比對(duì)到楊樹(shù)基因庫(kù)中且同源性較高,14條TDFs包括絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶(STPK)、糖基轉(zhuǎn)移酶家族的纖維素合酶、泛素激活酶、ARGOS-like家族蛋白、谷氨酸受體、抗病蛋白等多種類(lèi)型基因,分布較廣,表明在全基因組范圍內(nèi)存在廣泛的變異現(xiàn)象。同時(shí)還有一些未知功能的基因序列,說(shuō)明雜種相對(duì)于親本在核基因組水平也存在廣泛的變異,包含許多植物生長(zhǎng)代謝活動(dòng)相關(guān)的基因。結(jié)果表明雜交后使整個(gè)基因組內(nèi)發(fā)生變異,這可能與雜種優(yōu)勢(shì)形成具有緊密的聯(lián)系。圖4 五種變異類(lèi)型所占的比例

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3598126