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《山东农业大学》 2005年
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小麦花发育重要基因TaGI1与Ta MADS1的分离与功能分析

赵翔宇  
【摘要】:小麦(Triticum aestivum L.)是一种重要的粮食作物。为了理解小麦花发育的分子调控机制,本研究分离了调节小麦开花时间的TaGI1(Triticum aestivum GIGANTEA 1)基因和调控小麦花发育的TaMADS1(Triticum aestivum MADS box gene 1)基因,并对它们的表达模式与生物学功能进行了深入研究。主要结果如下: 1、TaGI1 基因的序列特征 TaGI1 基因cDNA 的全长为4012 bp,其中包括长度为3522 bp 的开放阅读框,由此推测TaGI1 蛋白包含1174 个氨基酸残基,并且含有核定位保守序列。瞬时表达实验表明pBI121-TaGI1-GFP 融合蛋白定位于细胞核内。氨基酸序列比较分析与系统进化树分析表明TaGI1 蛋白与拟南芥GI 蛋白以及GI 在其它植物中的同系物高度同源,并且与单子叶植物的GI 蛋白亲缘关系较近,而与双子叶植物的GI 蛋白亲缘关系则相对较远。 2、TaGI1 基因的表达分析 为了研究TaGI1 基因的时空表达模式,我们利用Northern 杂交对其进行了分析。结果显示,除了胚乳之外,TaGI1 基因的转录物在根、茎、叶、穗原基、小穗和胚等组织器官中都能被检测到。在短日照和长日照条件下,虽然TaGI1 的转录水平不同,但是都呈现周期性变化。这说明TaGI1 基因的表达呈现昼夜节律性,而且这种周期性表达模式受到日照长度和昼夜节奏钟的调节。尽管在连续光照或连续黑暗条件下,TaGI1 基因转录物在小麦叶中有一定水平的积累,但是并没有检测到TaGI1 基因表达水平的周期性变化。此外,RT-PCR 结果还表明,种子萌发后TaGI1 基因和TaHd1-1 基因(拟南芥中CO 基因的同源基因)在幼叶中的周期性表达是对光周期快速响应的结果。 由于植物感受光信号的部位在叶片,所以我们利用原位杂交技术分析了TaGI1 基因转录产物的细胞定位。结果显示,在苗端分生组织和叶原基中均检测到杂交信号,而且信号强度在0 小时和10 小时两个时间点很相似,这表明TaGI1 基因在苗端的表达不呈现周期性。有趣的是,TaGI1 mRNA 在叶内定位于近轴端表皮细胞中,而且这些细胞恰恰靠近维管束。同时,当光照10 小时的时候,TaGI1 基因在这些细胞中的表达信号要比在光照0 小时的信号强,这进一步证明了TaGI1 基因在叶片中具有节律性表达。以上结果表明,TaGI1 基因响应光周期的节奏性表达是发生在叶中的特异细胞内,而不是发生在苗端。此外,长日照条件下TaHd1-1 基因在叶片的维管束中被检测到,尤其在小的
【学位授予单位】:山东农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:S512.1

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