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《华中农业大学》 2011年
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棉花体细胞胚胎发生相关基因GhHmgB3的克隆及功能分析

胡丽松  
【摘要】:棉花是一种重要的经济作物,对其体细胞胚胎发生过程的研究是现代生物技术应用于遗传育种的基础。同时,作为细胞全能性的经典例证,植物体细胞胚胎发生又是生命研究的一个重要模型。深入了解该过程的发生机制、优化棉花的再生体系具有重要的研究和应用价值。 本研究以发掘控制体细胞胚胎发生调控的关键基因为目的,克隆了HmgB家族的四个成员,通过对该家族的胚性组织特异表达成员GhHmgB3功能的深入研究,以及相关基因的表达模式的系统分析,对体细胞胚胎发生这一独特的生命过程的调控机制进行了探讨。研究的主要结果如下: 1.用BD SMART RACE技术设计引物进行RACE扩增,克隆了HmgB家族的4个成员。通过Real-time PCR分析各个家族成员在根、茎、叶、合子胚、体细胞胚胎发育的各个时期的表达模式。参考小鼠HmgB基因的命名方式,把两个组成型表达的基因命名为GhHmgB1(HM449081)和GhHmgB2 (HM449078);在胚性组织特异表达的基因命名为GhHmgB3(HM449079);在非胚性组织表达的基因命名为GhHmgB4(HM449080)。并选定GhHmgB3做下游的功能分析。 2.用生物信息学工具Blast分析GhHmgB3的结构域,发现该基因包含一个Hmg box结构域,与拟南芥HmgB3的同源度最高。结合Real-time PCR、Northern blotting对该基因在根、茎、叶、合子胚发育以及体细胞胚胎发育的各个时期的表达模式进行分析,发现该基因在合子胚的子叶胚时期、体细胞胚胎发育的整个阶段优势表达。 3.选取一段包含GhHmgB3保守结构域和3’特异区(207-391)的序列,用Clontech的Gateway技术构建RNAi载体。用农杆菌介导的转化法分别转化陆地棉Coker 201的下胚轴和胚性愈伤,筛选并鉴定多个转基因胚性愈伤系。 4.全程观察、记录转基因材料在体细胞脱分化和胚性细胞分化的各个阶段的表型。以转空载体的材料作为对照,GhHmgB3抑制表达的体细胞脱分化的速度和程度都优于对照,但是最终它们无法分化为胚性细胞。另一方面,GhHmgB3抑制表达的胚性愈伤材料的增殖和分化能力优于对照,但是无法长成正常的植株。 5.用Solexa sequencing技术,发掘转基因干涉胚性愈伤和对照之间差异表达的基因。通过对差异表达基因的gene ontology (GO)和Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG)分析,在棉花的体细胞胚胎发育过程中存在一系列β-catenin相关的途径控制着体细胞胚的增殖、生长和分化。系统分析一系列相关基因的表达量变化,并结合Real-time PCR的验证,推断抑制GhHmgB3激活了β-catenin的表达,从而促进了增殖。β-catenin的异常表达激活了stress induced-MAPK/p38途径,减少β-catenin和TCF/LEF结合,导致核内β-catenin/TCF途径被抑制。因为β-catenin/TCF和β-catenin/cadherin的竞争关系,更多的β-catenin和细胞骨架结合,促进了细胞的分化。 6.用5-氟脲嘧啶处理细胞,进行细胞周期分析,结果显示:GhHmgB3干涉的胚性愈伤的细胞周期进程要短于对照。同时用MTS assay酶活检测的方法检测细胞的增殖能力,结果显示转基因材料的增殖能力要强于对照。 7.结合P-catenin/TCF pathway下游基因以及MAPK pathway代表基因在干涉材料和对照中的表达模式,取状态均一胚性愈伤细胞进行正常状态下细胞周期分析,结果显示GhHmgB3表达受到抑制的细胞更多地停留在G1期,β-catenin的核内信号受到了抑制。 8.分析β-catenin和细胞骨架相关基因的表达模式,Real-time PCR结果显示Actin10在干涉材料中的表达量高于对照。结合体胚标记基因SERK和Solexa结果中钙离子相关基因(CAM和CDPK)的表达模式推断:β-catenin在细胞质中信号的激活提高了体细胞胚胎的分化能力。取状态均一的悬浮系细胞进行透射电镜观察,结果显示,转基因的干涉材料分化程度要高于对照。 综上所述,GhHmgB3在棉花的体细胞胚胎发育过程中起重要的调节作用
【学位授予单位】:华中农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:S562

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 张献龙,孙济中,刘金兰;陆地棉品种“珂字201”胚性与非胚性愈伤组织生化代谢产物的比较研究[J];作物学报;1992年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱秀兰;宋国立;王坤波;;陆地棉显性无腺体近等基因系SSH文库的构建[J];安徽农业科学;2009年26期
2 曹昆;李霞;;不同激素种类和配比对秤锤树愈伤组织诱导的影响研究[J];安徽农业科学;2009年32期
3 冀芦沙;贺立龙;王洪霞;郭尚敬;;拟南芥高迁移率族蛋白B族基因At2G34450的表达及功能鉴定[J];安徽农业科学;2010年27期
4 肖庆振;王曰文;王洪霞;冀芦沙;;拟南芥高迁移率族蛋白B族基因At2G34450在毕赤酵母中的表达及纯化[J];安徽农业科学;2011年32期
5 凡改恩;刘永忠;郭文武;;柑橘CitSERK基因正义与反义表达载体的构建及其体系优化[J];现代农业科技;2008年14期
6 李俊;夏新莉;刘翠琼;尹伟伦;;中国沙棘体细胞胚胎间接发生与植株再生[J];北京林业大学学报;2009年03期
7 孙敬爽;贾桂霞;;北美蓝云杉体细胞胚发生技术研究[J];北京林业大学学报;2010年01期
8 ;Morphology of somatic embryogenesis and plantlet formation in tissue cultures of lantern tree (Koelreuteria bipinnata var.integrifoliola)[J];Forestry Studies in China;2010年01期
9 于福科;黄新会;马永清;;不同生长时期沙打旺不同部位及其植株的化感作用研究[J];草业学报;2008年05期
10 商海红;刘传亮;张朝军;武芝霞;李付广;;棉花体细胞胚发生机理的研究进展[J];西北植物学报;2009年03期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 朱向涛;王雁;彭镇华;律春燕;郑宝强;;‘凤丹'体细胞胚发生技术研究[A];中国观赏园艺研究进展2011[C];2011年
2 汪维红;于拴仓;张凤兰;余阳俊;赵岫云;张德双;;大白菜小孢子胚胎发生相关基因的克隆与表达分析[A];中国十字花科蔬菜研究进展 2009——中国园艺学会十字花科分会第七届学术研讨会论文集[C];2009年
3 商海红;刘传亮;张朝军;武芝霞;李付广;;棉花体细胞胚发生机理的研究进展[A];中国棉花学会2007年年会论文汇编[C];2007年
4 李惠华;安娜;赖钟雄;;植物体细胞胚胎发生——Ⅱ.生理生化[A];第二届全国植物组织培养、脱毒快繁及工厂化生产学术研讨会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王兴翠;生姜离体叶片植株再生体系及多倍体诱导技术研究[D];山东农业大学;2011年
2 刘玉博;细胞分裂素和生长素调控拟南芥体细胞胚根端分生组织建立的分子基础[D];山东农业大学;2011年
3 蔡英卿;龙眼体胚发生过程中SERK等胚性相关基因的克隆与表达分析[D];福建农林大学;2011年
4 李建武;黄瓜霜霉病抗性相关基因筛选及过敏性抗病机制[D];华中农业大学;2010年
5 刘莉;日本结缕草IPT基因遗传转化及野牛草实生群体内遗传多样性研究[D];华中农业大学;2010年
6 郭余龙;棉花遗传转化及体细胞无性系变异研究[D];西南农业大学;2003年
7 金晓玲;榉树的生物学特性和微繁技术研究[D];中南林学院;2003年
8 石武良;酪氨酸蛋白磷酸酶调节蚕豆气孔运动的证据及其机制[D];中国农业大学;2005年
9 洪波;逆境诱导转录因子DREB1A基因转化地被菊花的研究[D];中国农业大学;2005年
10 高莉萍;月季品种‘萨蔓莎’植株再生体系的建立和根癌农杆菌介导的遗传转化研究[D];华中农业大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李辉;柑橘新种质的创造及鉴定[D];华中农业大学;2010年
2 代鑫;海岛棉组培过程细胞形态特性与基因表达差异的研究[D];新疆农业大学;2010年
3 何男男;苜蓿HD-Zip转录因子基因Mfhb-1的功能研究[D];河南科技学院;2010年
4 李静馨;球孢白僵菌α-葡萄糖苷转运蛋白(BbATG1)的功能分析与热激响应基因的分离鉴定[D];浙江大学;2011年
5 陈勇;玉竹组培快繁关键技术研究[D];湖南农业大学;2010年
6 苏玉晓;ABA在拟南芥体细胞胚胎发生过程中的功能研究[D];山东农业大学;2011年
7 王慧;自然休眠期油桃花芽碳水化合物变化规律及相关基因的表达分析[D];山东农业大学;2011年
8 周晨光;刺五加胚性细胞团形成差异表达基因的筛选及克隆[D];东北林业大学;2011年
9 吕欣;γ干扰素激活JAK/STAT信号转导途径引起系膜细胞内脂质沉积[D];河北医科大学;2011年
10 张玉苗;不同茄子材料小孢子脱分化及影响因子研究[D];中国农业科学院;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 王喆之,张大力,李克勤,郭德志,郝联芳;陆地棉愈伤组织产生及胚胎发生的细胞学研究[J];西北植物学报;1990年02期
2 陈志贤,李淑君,N.L.Trolinder,J.R.Goodin;棉花细胞悬浮培养胚胎发生和植株再生某些特性的研究[J];中国农业科学;1987年05期
3 余沛涛,薛应龙;植物苯丙氨酸解氨酶(PAL)在细胞分化中的作用[J];植物生理学报;1987年01期
4 林植芳;李双顺;张东林;林桂珠;李月标;刘淑娴;陈绵达;;采后荔枝果皮色素、总酚及有关酶活性的变化[J];Journal of Integrative Plant Biology;1988年01期
5 张大力;王喆之;;陆地棉的组织培养和胚胎发生[J];Journal of Integrative Plant Biology;1989年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 Trolinder N.L. ,J.R.Goodin ,奚元龄;陆地棉细胞悬浮培养体的体细胞胚胎发生[J];江西棉花;1987年02期
2 路铁刚;孙敬三;郑国锠;;红豆草体细胞胚胎发生的激素调控及 L-脯氨酸对它的促进作用[J];Journal of Integrative Plant Biology;1990年10期
3 卞福花;曲复宁;郑彩霞;由翠荣;龚雪芹;;仙客来体细胞胚胎发生的研究进展[J];北方园艺;2007年08期
4 颜秋生;张雪琴;谷明光;;甘蔗原生质体的体细胞胚胎发生[J];Journal of Integrative Plant Biology;1987年03期
5 周思君,尹光初,雷勃钧,何志鸿;从大豆幼胚诱导胚胎发生再生植株[J];大豆科学;1989年01期
6 黄碧兰,庄南生;可可组织培养研究进展[J];华南热带农业大学学报;2005年03期
7 王晓春;刘尚前;王罡;季静;王萍;;大豆体细胞胚再生植株的研究[J];大豆科学;2006年02期
8 韩晓玲;王冰雪;林雪;贾敬芬;;小冠花高效体细胞胚胎发生与植株再生的研究[J];西北大学学报(自然科学版);2006年03期
9 何承忠;许昌慧;孟瑜;李贾林;李旦;辛培尧;;植物体细胞胚胎发生的生理生化研究进展[J];西南林学院学报;2009年03期
10 石晋芳;孙明;孔;张启翔;;百合体细胞胚胎发生研究进展[J];北方园艺;2010年18期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 宋玉光;向凤宁;;拟南芥体细胞胚胎发生相关基因的DNA甲基化研究[A];植物分子生物学与现代农业——全国植物生物学研讨会论文摘要集[C];2010年
2 邓向阳;;花生重复体细胞胚胎发生和转基因研究[A];2006年拟南芥研究学术研讨会论文集[C];2006年
3 赵泓;;茄子花药培养经体细胞胚胎发生途径产生单倍体和双单倍体植株[A];2008年园艺植物染色体倍性操作与遗传改良学术研讨会论文摘要集[C];2008年
4 陈志;施季森;;杂交鹅掌楸遗传转化体系的建立[A];江苏省遗传学会植物分子育种学术研讨会论文摘要汇编[C];2007年
5 赖钟雄;陈春玲;陈振光;;龙眼体细胞胚胎发生的研究[A];中国园艺学会成立70周年纪念优秀论文选编[C];1999年
6 刘福平;章宁;林清洪;;球根海棠体细胞胚胎发生的研究[A];中国植物学会七十周年年会论文摘要汇编(1933—2003)[C];2003年
7 李峰卿;姚甲宝;边黎明;席梦利;施季森;;湿地松与加勒比松杂交种体细胞胚胎发生的同步控制[A];第六届全国林木遗传育种大会论文集[C];2008年
8 肖洁凝;吴蓓;陈启助;吴永杰;李运合;蔡刘体;陈云凤;李筱菊;黄学林;;芒果子叶体细胞胚胎发生的调控及其不定根形成相关基因的研究[A];中国植物生理学会第九次全国会议论文摘要汇编[C];2004年
9 汤国庆;李文安;陈永宁;;离体条件下拐芹(Angelica polymorpha)体细胞胚胎发生的激素调控及L-色氨酸的作用[A];中国细胞生物学学会第五次会议论文摘要汇编[C];1992年
10 王静;韩素英;张守攻;张文元;齐力旺;;利用体细胞胚胎发生体系进行落叶松遗传转化技术的研究[A];中国生物工程学会第四次会员代表大会暨学术讨论会论文摘要集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前6条
1 ;吲哚美辛诱导HL-60细胞凋亡过程中伴有β-catenin/c-myc信号转导途径的抑制[N];中国医药报;2003年
2 郭云龙 徐罡  ;加紧“孵化”科技新成果 [N];中国花卉报;2003年
3 何小唐   ;科企握手闯难关[N];中国花卉报;2003年
4 李德义;林科院攻破三大难生根树种繁育课题[N];科技日报;2003年
5 顾奎兴;中医药治疗肿瘤与基因组学[N];中国中医药报;2001年
6 范晓艳;抗癌药物研发思路走偏?[N];医药经济报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 胡丽松;棉花体细胞胚胎发生相关基因GhHmgB3的克隆及功能分析[D];华中农业大学;2011年
2 江荣翠;滇楸体细胞胚胎发生及其机理研究[D];南京林业大学;2010年
3 魏华丽;落叶松体细胞胚胎发生过程中DNA甲基化分析及MET1、DDM1克隆研究[D];中国林业科学研究院;2010年
4 田黎明;β-catenin抗氧化应激所致人皮肤成纤维细胞衰老的机制研究[D];中南大学;2011年
5 苏英华;拟南芥体细胞胚胎发生的机理研究[D];山东农业大学;2008年
6 任宏政;β-catenin基因沉默对食管癌细胞侵袭和转移的影响及差异蛋白质组学研究[D];中南大学;2010年
7 张蕾;日本落叶松×华北落叶松体细胞胚胎发生的生化机制和分子机理研究[D];中国林业科学研究院;2008年
8 李俊;中国沙棘体细胞胚胎的发生及BADH遗传转化拟南芥相关研究[D];北京林业大学;2008年
9 宁波;β-catenin在发育性髋关节脱位动物模型早期软骨退行性变中机制的实验研究[D];复旦大学;2012年
10 陈金慧;杂交鹅掌揪体细胞胚胎发生研究[D];南京林业大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张迪;δ-catenin和small GTP酶的协同表达与肺癌的恶性程度相关[D];中国医科大学;2010年
2 杨健;Wnt-1及β-catenin在大肠侧向发育型肿瘤组织中的表达及意义[D];大连医科大学;2010年
3 张云庆;Wnt2及β-catenin蛋白在食道癌中的表达特点及意义[D];大连医科大学;2010年
4 李志强;肝癌细胞中β-catenin调控下游靶基因CCN1/Cyr61的研究[D];第三军医大学;2010年
5 张建国;Cripto-1和β-catenin蛋白表达与胃癌发生和转移的关系及意义[D];中国医科大学;2010年
6 牛欢;碱性成纤维细胞生长因子调节大鼠心脏成纤维细胞β-catenin的表达[D];兰州大学;2010年
7 陈杨荣;肝细胞癌中β-catenin和APC蛋白的表达及其意义研究[D];浙江大学;2010年
8 王西;β-catenin与MMP-7在子宫内膜异位症中的表达及意义[D];中南大学;2010年
9 王林娜;RUNX3和β-catenin在散发性结直肠管状腺瘤癌变过程中的表达及作用[D];河北医科大学;2011年
10 滕颖;Wnt/β-catenin信号通路对肺腺癌A549细胞肿瘤干细胞特性作用研究[D];山东大学;2010年
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