收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

利用基因芯片分析小麦春化过程中茎尖基因表达谱的研究

王甲威  
【摘要】: 春化作用对冬小麦(Triticum aestivum L.)的开花时间以及穗发育均有重要影响,研究小麦春化作用的分子机制对小麦的引种、栽培等生产环节具有重要的指导意义。本研究以小偃6号小麦为材料,利用基因芯片技术检测了春化不同时期茎尖的基因表达谱。以芯片数据为基础,分析了小麦中已知春化相关基因、MADS-box类基因以及组蛋白修饰和DNA甲基化相关基因在春化处理和未春化处理的茎尖和叶片中的表达模式。根据芯片中基因表达量的变化,筛选出部分候选基因并进行序列克隆,通过异源转化拟南芥初步鉴定其功能。 1.春化过程中小麦茎尖的基因表达谱分析 利用SAM(Significance Analysis of Microarrays)软件对芯片数据进行分析,在FDR (False Discovery Rate) 0.1时,共有1201组探针信号具有显著差异。结合形态学的观察结果,我们筛选到在春化作用关键时期发生显著变化的探针233组,并对其进行了功能分类。春化过程中发生显著变化的基因主要有:蛋白激酶、蛋白氧化还原酶及氨基酸转移酶相关基因(上调24个,下调11个),基因表达调控的相关基因(其中上调19个,下调14个),部分逆境胁迫基因及膜结合蛋白基因。推测这些基因参与了小麦茎尖响应春化信号的过程。 2.已知小麦春化相关基因的表达模式 通过对芯片数据的挖掘,找到了已知小麦春化相关基因VRN1、VRN2和VRN3的探针,利用qRT-PCR技术检测了这些基因在春化和未春化处理的小麦茎尖及叶片中的表达水平。结果显示,春化处理后VRN1在茎尖和叶片中均被诱导表达,未春化处理的茎尖和叶片中该基因的表达量较低;VRN2在春化和未春化处理的茎尖中表达量均较低,而在未春化处理的叶片中的表达量较高;在春化和未春化处理的茎尖和叶片中都没有检测到VRN3的mRNA积累。我们的实验结果支持了VRN1是小麦中响应春化处理并影响茎尖发育命运的关键基因这一假说。 3. MADS-box类基因可能在小麦春化作用中起到了重要作用 通过对芯片数据的分析,发现部分MADS-box基因在春化处理过程中的表达变化显著,进一步检测了这些基因在春化处理和未春化处理的茎尖以及叶片中的表达模式。我们发现,TaMADS1和TaAGL32在茎尖中具有与VRN1相似的表达模式,春化处理能够诱导这两个基因的表达。根据其表达模式,我们推测TaMADS1和TaAGL32可能与VRN1、WFL共同作用,促进了小麦茎尖在春化过程中的成花转变。此外,春化处理能够抑制TaAGL1、TaAGL11、TaAGL13和TaAGL41在茎尖中的表达,说明这些基因的功能可能是抑制小麦茎尖的成花转变,而春化处理能够解除这种抑制。 4.组蛋白修饰和DNA甲基化相关基因可能参与了小麦春化作用的过程 我们检测了小麦中组蛋白修饰和DNA甲基化相关基因在春化处理和未春化处理的茎尖及叶片中的表达模式。结果显示,春化处理能够抑制TaVIL1、TaVIL2、TaHAT2、TaHDAC3、TaCMT3和TaMBD1在茎尖的表达,推测这些基因参与了小麦茎尖响应春化处理并进行成花转变过程中的基因表达调控。 5.过表达TaAP2推迟了拟南芥的开花时间 在发生显著变化的233组探针中,我们选取了6个转录因子基因进行克隆,并转化拟南芥,研究其对拟南芥开花时间的影响。研究发现,过表达TaAP2能够延迟拟南芥在长日照下的开花时间,而春化处理能够抑制这个基因在茎尖的表达,因此,我们认为这个基因的功能可能是抑制小麦茎尖的成花转变。 综上所述,本研究以基因芯片分析为切入点,筛选在春化过程中小麦茎尖表达显著变化的基因,并检测了部分基因在春化处理和未春化处理的茎尖及叶片中的表达模式。通过对其表达模式的分析,我们认为MADS-box类基因(VRN1、VRN2、TaMADS1、TaAGL32、VRT2、TaAGL1、TaAGL11、TaAGL13和TaAGL41等)在小麦茎尖响应春化处理并影响茎尖发育命运的过程中起到了关键作用,同时组蛋白修饰和DNA甲基化相关基因也参与了小麦春化过程中茎尖的基因表达调控。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 夏镇澳;;土壤缺水在不同发育时期中对于经春化处理及未春化的禾穀类作物的影响[J];植物生理学通讯;1955年01期
2 王莲荣,孙培乐,景尚友,李桂琴,王翊;甘蓝型冬油菜春化处理效果初报[J];现代化农业;1998年11期
3 黄希;;油菜春化处理[J];农业科技通讯;1981年08期
4 詹瑞琪;;班纳利“快车道”系列多年生花卉新品[J];中国花卉园艺;2009年20期
5 戴万恒;;马铃薯春化处理的增产效果[J];农业科学通讯;1955年04期
6 ;提高小麦产量的一个途径——小麦春化处理,春秋轮播[J];陕西农业科学;1977年01期
7 王洪生;冬麦春播初探[J];新疆农垦科技;1980年05期
8 王洪生;新冬2号春播的作用及栽培技术[J];新疆农业科学;1980年06期
9 杨南方;;大白菜春化处理与生长发育相关性的研究——大白菜秋季留种获得成功[J];河南农业科学;1981年12期
10 何长芳;马福贵;;春化时间对卷丹珠芽发芽的影响[J];北方园艺;2010年16期
11 王锦;Virginia R.Walter;;植物生长调节剂 Fascination~(TM)和 Pro-Gibb~及春化处理对 Ornithogalum‘Chesapeake Snowflake’开花的影响(英文)[J];农业科学与技术(英文版);2006年01期
12 刘日新;;解放后国内发育生理文献目录[J];植物生理学通讯;1955年03期
13 邓永义;;介绍集贤农场蔬菜栽培上的几项成就[J];中国农垦经济;1959年06期
14 沈秋泉;陈桂玲;;小麦绿体春化加代育种技术的初步研究[J];浙江农业科学;1981年01期
15 Б.С.Мощков;车建中;;小麦个体发育和产量的若干生理学规律(续完)[J];麦类作物学报;1985年04期
16 张亚琴;夏启;;白菜种子冰箱春化处理的方法[J];种子世界;1986年04期
17 单海艳;;春化处理对大白菜抽薹开花的影响[J];牡丹江大学学报;2010年04期
18 张虹;;不同大白菜品种春化采种效应的研究简报[J];北方园艺;1984年04期
19 张丽;宫国义;;两种春化方式对不同萝卜品种抽薹开花的影响[J];北方园艺;2006年02期
20 付昆;陶承光;崔连伟;张春波;;大葱春化处理过程中茎尖内源激素的变化[J];江苏农业科学;2011年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 蒋欣梅;赵容秋;于锡宏;;高温春化逆转对甘蓝碳、氮代谢的影响[A];庆祝中国园艺学会创建80周年暨第11次全国会员代表大会论文摘要集[C];2009年
2 邢立静;李娟;徐云远;种康;;春化作用的O-GlcNAc信号调控机制[A];中国遗传学会植物遗传和基因组学专业委员会2009年学术研讨会论文摘要汇编[C];2009年
3 奥岩松;李式军;程斐;陈广福;;晚抽苔大白菜的种子春化特性与光周期反应[A];中国园艺学会首届青年学术讨论会论文集[C];1994年
4 顾坚;杨木军;刘琨;田玉仙;杨和仙;李绍祥;;云南昆明自然条件下玉米花粉诱导小麦单倍体技术研究[A];第十届中国科协年会论文集(三)[C];2008年
5 邢立静;徐云远;种康;许智宏;谭克辉;;VER2参与小麦春化信号转导机制的研究[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
6 王超;吴世昌;王新华;许蕊仙;;春甘蓝抗抽薹鉴定方法研究[A];中国园艺学会第四届青年学术讨论会论文集[C];2000年
7 尹钧;杨宗渠;李金才;周冉;谷冬燕;;黄淮麦区代表性小麦品种春化发育特性的研究[A];全国小麦栽培科学学术研讨会论文集[C];2006年
8 贾东坡;冯林剑;;“早玫瑰”葡萄胚珠离体培养成苗技术研究[A];河南省植物生理学会三十周年庆典暨学术研讨会论文集[C];2010年
9 余沛涛;唐贤;;拟南芥诱导开花过程中可溶性蛋白的变化[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
10 朱献文;张翠萍;龚义勤;姜丽娜;柳李旺;汪隆植;;秋水仙素诱导萝卜同源四倍体研究[A];中国园艺学会十届二次理事会暨学术研讨会论文摘要集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 王甲威;利用基因芯片分析小麦春化过程中茎尖基因表达谱的研究[D];山东农业大学;2009年
2 袁秀云;普通小麦春化基因的克隆及表达特性分析[D];河南农业大学;2009年
3 徐文忠;小麦春化相关基因元件克隆分析与小麦矮化突变体的研究[D];中国科学院研究生院(植物研究所);2003年
4 杨宗渠;黄淮麦区小麦品种春化发育特性及冬前积温的调控效应研究[D];河南农业大学;2007年
5 王成社;小麦速效育种模式研究[D];西北农林科技大学;2006年
6 张娅;拟南芥精氨酸甲基转移酶SKB1调控植物开花时间的分子机制研究[D];西北农林科技大学;2007年
7 董秀春;小麦春化相关基因TaVRN2和NF-Y家族基因TaNF-YB3的分离与功能分析[D];山东农业大学;2011年
8 孙保娟;白菜花组织再生体系的建立及离体条件下阶段发育转变的研究[D];浙江大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨勇;不同耐抽薹性大白菜春化及抽薹前后生理特性的变化[D];天津大学;2007年
2 侯金星;春化条件对大白菜花芽分化的影响[D];山东农业大学;2004年
3 李玉生;小麦早熟突变体春化相关基因VRN1的克隆及表达分析[D];河北师范大学;2006年
4 潘舒群;春石斛(Dendrobium)春化过程中生理生化变化及MADS-box基因的克隆[D];华南师范大学;2007年
5 邹艳敏;白菜抽薹性相关序列的克隆与分析[D];首都师范大学;2009年
6 司志飞;TaMBDs在小麦叶片中的表达特性及原核表达载体的构建和体系的优化[D];河南农业大学;2009年
7 付娟娟;萝卜春化过程中的生理生化变化及开花基因LFY的克隆[D];山东农业大学;2008年
8 李宁;碳、氮、核酸代谢与青花菜春化作用的关系[D];东北农业大学;2007年
9 刘磊;播期及春化处理对洋葱发育特性的影响[D];山东农业大学;2006年
10 李昱;拟南芥晚花突变基因的定位[D];山西大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 方海 编译;紫松果菊[N];中国花卉报;2003年
2 河北农业大学园艺学院 张广华;菜用豌豆露地高产栽培技术[N];河北科技报;2008年
3 厦门爱垦园艺有限公司 詹瑞琪;宿根花卉新品种介绍[N];中国花卉报;2008年
4 詹瑞琪;多年生观赏草新品种介绍[N];中国花卉报;2008年
5 厦门爱垦园艺有限公司 詹瑞琪;宿根花卉新品种介绍[N];中国花卉报;2007年
6 秦先泽;一年五代新技术为冬小麦育种提速[N];中国乡镇企业报;2001年
7 宋波  ;永福杜鹃遭遇发展瓶颈[N];中国花卉报;2004年
8 何忠国;苏联科技史上的“李森科事件”[N];学习时报;2004年
9 记者 杨新杭 周洁;泛美新品种展示会移师上海[N];中国花卉报;2007年
10 詹瑞琪;耧斗菜种植指南[N];中国花卉报;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978