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《西南大学》 2018年
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矮牵牛TCP3和TCP4基因敲除对生长发育的影响

陶聪聪  
【摘要】:TCP基因家族是bHLH家族中特殊的一类转录因子。bHLH功能域由50-60个氨基酸组成,这些氨基酸分成明显的两部分:长度为10至15个氨基酸的碱性区和40个氨基酸左右的a-helix-100p-a-helix区(HLH区)。TCP家族被分为两个亚家族classI和classlI。根据TCP基因结构的不同差异,classlI又被细分成为ECE和CIN两支,其中CYCl类、CYC2类和CYC3类三个亚簇同属于ECE支。矮牵牛PhTCP3和PhTCP4属于CYC1类基因。在植物生长发育和形态发生作用的过程中,TCP基因家族主要参与花对称发育,调控植物结构,控制叶形态,衰老,参与胚胎发育,调节生理等方面。其中CYCl类基因的主要功能是主要调控植物的分枝。目前,对CYCl支的研究较多的是拟南芥的BRCl,它在MAX途径的下游参与调控腋芽的生长,参与生长素调控顶端优势以及调控分枝发育;在番茄中过量表达SIBRClb基因植株分枝明显减少,而基因沉默后表型观察分枝增多显著;在豌豆中PsBRCl基因的突变体分枝明显增加。本文通过对PhTCP3和PhTCP4基因的超表达以及敲除植株的表型(包括侧枝的分枝数,开花时间,细胞大小)进行观察分析来研究矮牵牛TCP3和TCP4基因的功能。取得了以下研究成果:1.矮牵牛PhTCP3超量表达和CREST沉默植株的表型变化用PhTCP3超量表达载体转化矮牵牛叶盘外植体431片,只获得了4个转基因株系,荧光定量分子表明这几个株系中没有PhTCP3超量表达的植株,对其中2个表达量约高于野生型(2倍和2.5倍)的株系分析表明,其主茎分枝数较野生型的变少,开花时间延迟,叶片面积变小;超量表达PhTCP3:SRDX的转基因株系主茎腋芽数较野生型的变多,开花时间延迟,叶片的面积变小。细胞分裂相关基因和开花基因的表达量分析发现细胞分裂相关基因的表达量较野生型的降低,开花相关基因的表达量较野生型的表达量也降低。推测PhTCP3基因有控制分枝的功能。2.矮牵牛PhTCP4超量表达和CREST沉默植株的表型变化通过荧光定量PCR反应检测矮牵牛PhTCP4基因在矮牵牛中T1代的表达情况,选出表达量高的,表达量中等的进行室外表型观察,发现超量表达PhTCP4:SRDX的转基因株系主茎腋芽数较野生型的变多,开花时间延迟。推测PhTCP4基因可能有控制分枝的功能。3.矮牵牛PhTCP3和PhTCP4基因的敲除以及对表型的影响将目的基因PhTCP3和PhTCP4分别构建植物敲除载体,转化矮牵牛,经Basta筛选、PCR检测分别获得有碱基突变和大片段缺失的遗传转化体系,然后得到种子进行播种得到转基因植株的M1代进行表型观察,观察发现:PhTCP3基因敲除的转基因矮牵牛与野生型相比,主茎的腋芽数明显增多,叶片面积变小,开花时间推迟,推测PhTCP3基因有控制分枝、开花、叶片大小的功能。同样,PhTCP4基因敲除的转基因矮牵牛与野生型相比,主茎的腋芽数减少,叶片面积变小,开花时间延迟,推测PhTCP4基因也有控制分枝、开花、叶片大小的功能。
【学位授予单位】:西南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:Q943.2

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