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芸薹属作物与Moricandia nitens间甘氨酸脱羧酶P亚基基因的比较分析

张椿雨  
【摘要】:油菜是世界上广泛种植的一种油料作物,它在植物分类上属于十字花科(Cruciferae)芸苔属(Brassica),以收获种籽榨油为主要目的。从碳同化过程来看,芸苔属作物属于C_3类型植物,一般光呼吸比较强烈、二氧化碳补偿点比较高,因此光合效率比较低。Moricandia nitens属于十字花科Moricandia属,在亲源关系上与芸薹属植物比较近,其二氧化碳补偿点介于C_3和C_4植物之间,是一种C_3-C_4中间类型植物。从碳同化过程来看,该种类型植物同样行使C_3途径,其在光合生理和遗传基础上比C_3植物更接近C_4植物,它们被认为是为向C_3植物中转移C_3-C_4光合特性的宝贵植物资源。据信,类花环式的叶片解剖结构和P亚基的特异性分布是C_3-C_4植物具有低二氧化碳补偿点的主要原因。本研究在拥有M.nitens与甘蓝之间体细胞杂种的基础上进一步构建了基因组组成为MACC的倍半四倍体,迫使M染色体组与A染色体组之间发生同源重组,并期望以控制C_3-C_4性状相关的基因替换控制C_3性状的相关基因,进而将C_3-C_4性状由C_3-C_4植物转移到C_3类型二倍体油菜栽培种当中去,为最终实现创建具有低二氧化碳补偿点的新型白菜型油菜提供理论和实践基础。同时,研究了C_3-C_4植物M.nitens、甘蓝型油菜以及拟南芥的甘氨酸脱羧酶P亚基基因(gdcP)在基因结构上的异同,初步分析了C_3-C_4植物在由C_3到C_3-C_4的进化过程中,P亚基基因在这两个不同类型植物间差异表达的可能原因,具体结果如下: 1.总共有2,966bp和3,254bp甘氨酸脱羧酶P亚基的部分基因组序列分别从M.nitens和甘蓝型油菜中分离出来,其中各包括一段1323bp和1608bp非翻译区和调控区,第一和第二个外显子和内含子,以及一小部分第三个外显子。目前这两个序列已经递交给Genbank,序列号分别为AY544771和AY544772。 2.对M.nitens、甘蓝型油菜和拟南芥的甘氨酸脱羧酶P亚基的部分序列同源性分析的结果表明,M.nitens和甘蓝型油菜在结构基因部分间的同源性要比它们分别与拟南芥的同源性要高的多;然而,在基因的调控区,拟南芥和甘蓝型油菜间的同源性要比它们与M.nitens的同源性要高。以上结果说明M.nitens和甘蓝型油菜之间的分化相对于拟南芥要晚的多,同时也暗示着在C_3-C_4植物出现之前,C_3植物便已经存在了,同时,也说明了P亚基基因在C_3与C_3-C_4物种之间差异表达的原因可能在于它们的转录调控区之间存在的差异有关。


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1 张椿雨;芸薹属作物与Moricandia nitens间甘氨酸脱羧酶P亚基基因的比较分析[D];华中农业大学;2005年
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