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《山西农业大学》 2018年
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普通白菜赤霉素代谢相关基因筛选与克隆表达

王雪婷  
【摘要】:普通白菜(Brassica rapa ssp.chinensis Makino)属十字花科芸薹属,是一种典型的种子春化型植物,生产中经常出现春季低温引起的先期抽薹,而赤霉素在其中起着重要作用,因此研究植株成花转变过程中的赤霉素机理具有重要的实践意义。本试验测定了普通白菜不同生育期的赤霉素含量,然后以大白菜为参考基因组,分析了普通白菜春化各时期茎尖的转录组,并对赤霉素代谢的关键酶编码基因进行表达分析,进一步阐明普通白菜春化过程中赤霉素含量变化的分子机制;在此基础上,克隆了普通白菜赤霉素代谢基因GA20x和Go分析其时空表达模式并构建其超表达载体,为后续的转基因功能验证提供研究基础。主要研究结果如下:1.比较了普通白菜春化及生长发育过程中茎尖的赤霉素含量,发现在低温处理后普通白菜的赤霉素含量明显增加,随后在其营养生长过程中赤霉素含量降低,在花芽即将分化时逐渐上升,至花芽分化时达到顶峰。2.分析了普通白菜不同发育时期茎尖的转录组测序结果,发现在6个测序样品一一低温处理结束后(V0和CK0)、移栽后10d(V10)、花芽分化临界期(V15)和花芽分化 1 级(V16 和 CK16)中获得的高质量 reads 分别有 82.94%、84.80%、84.57%、85.08%、84.25%和84.77%的unique mapped reads能够比对到大白菜参考基因组,比对效率较高。3.通过转录组测序结果比较分析了赤霉素代谢关键酶编码基因的表达,发现4个基因Bra035120、Bra009868、Bra015394、Bra013890的表达变化趋势与赤霉素含量变化趋势一致,但其余的有些基因表达变化无规律,有些基因无表达。4.筛选出7个普通白菜不同生育期赤霉素代谢的差异表达基因,分别为Bra005596、Bra009285、Bra022565、Bra008362、Bra030500、Bra033324、Bra010802,这些基因的差异表达与赤霉素含量相呼应,说明这些基因与春化直接有关,可进一步研究,这为开展普通白菜甚至白菜类蔬菜赤霉素代谢分子机理的研究奠定了基础。5.采用RT-PCR的方法从普通白菜中克隆到拟南芥GA20ox3(Bra009285)、GA2ox2(Bra010802)和GA2ox6(Bra030500)的同源基因,这些基因的开放阅读框全长分别为1140 bp、999 bp和1002 bp,分别编码379、332和333个氨基酸。通过与其他物种的同源蛋白进行氨基酸序列多重比对和亲缘关系分析,表明克隆到的三个基因的确是普通白菜GA20ox3、GA2ox2和GAo 同源基因,并将它们命名为BrcGA20ox3、BrcGA2ox2和BrcGA2ox6。6.采用RT-qPCR的方法对普通白菜不同发育时期、不同器官中茎尖BrcGAd20ox3、BrcGA2ox6 和 BrcGA2ox2 的表达量进行分析,结果表明:BrcGA20ox3和BrcGA2ox6 在低温春化后,其表达量急剧上升,随后快速下降,在其后期表达都较低,几乎不表达;BrcGA2ox2在低温春化后表现为降低,随后在营养生长期稍有回升,随后一直降低。BrcGA20ox3主要在老叶和幼叶中表达,在花蕾、根中几乎没表达;BrcGA2x6在花中表达最高,老叶和茎次之;BrcGA2ox在根中表达很高,在花、花蕾中表达次之。7.利用克隆得到的基因BrcGA20ox3,BrcGA2ox6和BrcGA2ox2,构建了超表达载体,并转化农杆菌GV3101和LBA4404,为转基因功能验证奠定基础。
【学位授予单位】:山西农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:S634

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