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百合AGAMOUS同源基因的克隆、表达特性研究及载体构建
作 者: 王博
导 师: 黄海泉
学 校: 西南林业大学
专 业: 园林植物与观赏园艺
关键词: 百合 AGAMOUS 半定量 同源性 反义植物表达载体
分类号: S682.29
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
百合(Lilium spp.)作为世界著名的五大切花之一,以其花朵硕大、色彩丰富、花姿优美且寓意百年好合而赢得世界人民的喜爱。但百合在生产实践仍有许多问题有待于进一步解决,如花型单一、花粉量大等。因此,如何创造出花型改良的百合新类型(如无花粉、重瓣等)一直是科学家们研究热点。本研究从3个品系7个百合品种中克隆出了14个花发育C类基因——AGAMOUS (AG)基因,并对其进行了组成及结构分析,并对其中2个品种的4个基因表达特性进行了研究,而且构建了AG基因的反义植物表达载体。主要结果如下:1.根据已报道的AG基因序列设计一对简并引物,通过RT-PCR方法,克隆得到14个花发育相关的C类基因,经比较新克隆基因与Genbank报道的AG基因有较高的同源性,并初步认定为百合花发育相关的C类基因。2.通过对新克隆的14个基因进行氨基酸序列及结构分析,发现所有序列除了具有非常保守的M区外,所有序列均含有AG I和AG II两个保守区(该特征是认定该基因属C类基因的最重要标准之一),进一步确定本研究所得到的14个基因均为与百合花发育相关的C类基因。3.运用RT-PCR半定量检测方法,对东方百合杂种系的Lilium hybrid cultivar Tiber和Lilium hybrid cultivar Siberia2个品种的AG基因时空表达情况进行了分析,发现该基因仅在花的雄蕊及雌蕊中表达,符合经典的花发育ABC模型理论;同时发现在同一部位的不同发育时期,AG基因的表达特性存在差异。4.通过对新克隆的AG基因以及同纲近缘物种的AG基因进行同源性比对和分析,发现新克隆的AG基因与Genbank中所登录的百合属植物AG基因之间同源性较高,达91%。5.根据测序结果及对载体结构的分析,重新合成一对特异引物,并在两端引入合适的酶切位点,以pBI121为基础构建了以花特异表达启动子驱动的反义植物表达载体pCLtAG1及pCLtAG2,为后期遗传转化奠定了基础。
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全文目录
摘要 4-5 Abstract 5-11 1 前言 11-19 1.1 研究背景 11-12 1.2 百合育种目标 12-15 1.2.1 花色 12-13 1.2.2 花期 13 1.2.3 花香 13 1.2.4 抗性 13-14 1.2.5 保鲜及品质改良 14-15 1.2.5.1 保鲜 14 1.2.5.2 茎秆挺度 14-15 1.2.6 花粉 15 1.3 花型育种研究进展 15-18 1.4 研究的目的意义 18-19 2 东方百合杂种系 AG 基因克隆及序列分析 19-43 2.1 材料与试剂 19-20 2.1.1 材料 19 2.1.2 质粒及菌株 19 2.1.3 试剂 19 2.1.4 仪器 19-20 2.2 方法 20-26 2.2.1 东方百合Lilium hybrid cultivar Constanta AG基因的克隆 20-25 2.2.1.1 RNA 的提取 20 2.2.1.2 Constanta AG基因cDNA第一链的合成 20-21 2.2.1.3 Constanta AG基因的克隆 21-22 2.2.1.4 PCR产物的检测与回收纯化 22-23 2.2.1.5 PCR产物的连接 23 2.2.1.6 感受态细胞的制备 23 2.2.1.7 连接产物的转化 23-24 2.2.1.8 重组子的鉴定与保存 24-25 2.2.1.9 重组子的测序 25 2.2.2 东方百合Lilium hybrid cultivar Tiber AG基因的克隆 25 2.2.2.1 材料 25 2.2.2.2 方法 25 2.2.3 东方百合Lilium hybrid cultivar Siberia AG基因的克隆 25-26 2.2.3.1 材料 25 2.2.3.2 方法 25-26 2.3 结果与分析 26-43 2.3.1 东方百合Lilium hybrid cultivar Constanta AG基因克隆 26-31 2.3.1.1 东方百合Lilium hybrid cultivar Constanta 总 RNA电泳检测 26 2.3.1.2 PCR 扩增 Constanta AG 基因 26 2.3.1.3 重组子菌落 PCR 检测 26-27 2.3.1.4 序列测定及分析 27-31 2.3.2 东方百合 Lilium hybrid cultivar Tiber AG基因的克隆 31-36 2.3.2.1 东方百合 Lilium hybrid cultivar Tiber总RNA电泳检测 31-32 2.3.2.2 PCR 扩增 Tiber AG 基因 32 2.3.2.3 重组子菌落 PCR 检测 32-33 2.3.2.4 序列测定及分析 33-36 2.3.3 东方百合 Lilium hybrid cultivar Siberia AG基因的克隆 36-43 2.3.3.1 东方百合 Lilium hybrid cultivar Siberia总RNA电泳检测26 36-37 2.3.3.2 PCR 扩增 Tiber AG 基因 37 2.3.3.3 重组子菌落 PCR 检测 37-38 2.3.3.4 序列测定及分析 38-43 3 OT系列百合AG基因克隆及序列分析 43-55 3.1 材料与试剂 43 3.1.1 材料 43 3.2 方法 43 3.3 结果与分析 43-55 3.3.1 OT系列百合Lilium hybrid cultivar Conca Dor AG基因克隆 43-49 3.3.1.1 Lilium hybrid cultivar Conca Dor总RNA电泳检测 43-44 3.3.1.2 PCR 扩增 Conca Dor AG 基因 44 3.3.1.3 重组子菌落 PCR 检测 44 3.3.1.4 序列测定及分析 44-49 3.3.2 OT 系列 Lilium hybrid cultivar Yelloween AG基因的克隆 49-55 3.3.2.1 Lilium hybrid cultivar Yelloween总RNA电泳检测 49 3.3.2.2 PCR扩增Yelloween AG基因 49 3.3.2.3 重组子菌落 PCR 检测 49-50 3.3.2.4 序列测定及分析 50-55 4 亚洲百合杂种系 AG 基因克隆及序列分析 55-66 4.1 材料与试剂 55 4.1.1 材料 55 4.2 方法 55 4.3 结果与分析 55-66 4.3.1 亚洲百合Lilium hybrid cultivar Lemon Tree AG基因克隆 55-60 4.3.1.1 Lilium hybrid cultivar Lemon Tree总RNA电泳检测 55-56 4.3.1.2 PCR 扩增 Lemon Tree AG 基因 56 4.3.1.3 重组子菌落 PCR 检测 56 4.3.1.4 序列测定及分析 56-60 4.3.2 亚洲百合Lilium hybrid cultivar Pisa AG基因的克隆 60-66 4.3.2.1 Lilium hybrid cultivar Pisa总RNA电泳检测 60-61 4.3.2.2 PCR扩增Pisa AG基因 61 4.3.2.3 重组子菌落PCR检测 61-62 4.3.2.4 序列测定及分析 62-66 5 Tiber 和 Siberia AG 基因表达特性研究 66-80 5.1 Tiber AG 基因表达特性研究 66-70 5.1.1 Tiber AG 基因表达部位检测 66-67 5.1.1.1 Tiber 不同部位总 RNA 的提取 66 5.1.1.2 cDNA 第一链的合成 66-67 5.1.1.3 AG 基因的检测 67 5.1.2 Tiber AG 半定量表达分析 67-70 5.1.2.1 Tiber 雌蕊、雄蕊不同时期总 RNA 的提取 67 5.1.2.2 cDNA 第一链的合成 67-69 5.1.2.3 Tiber 内参基因 18S rRNA 循环数的确定 69-70 5.1.2.4 Tiber AG 基因在各个时期雌蕊中的表达特性 70 5.1.2.5 Tiber AG 基因在各个时期雄蕊中的表达特性 70 5.2 Siberia AG 基因表达特性研究 70 5.3 结果与分析 70-80 5.3.1 Tiber AG 基因表达特性 70-75 5.3.1.1 Tiber AG 基因表达部位检测 70-72 5.3.1.2 Tiber AG 基因在雌蕊、雄蕊中的表达分析 72-75 5.3.2 Siberia AG 基因表达特性 75-80 5.3.2.1 Siberia AG 基因表达部位检测 75-76 5.3.2.2 Siberia AG 基因在不同时期的雌蕊及雄蕊中的表达特性 76-80 6 百合 AG 基因同源性分析 80-89 6.1 长片段同源性分析 80-85 6.1.1 长片段进化树分析 80-81 6.1.2 不同品种百合 AG 基因氨基酸序列同源性比较 81-83 6.1.3 百合 AG 基因与近缘物种 AG 基因同源性分析 83-85 6.1.3.1 长片段系统发育分析 83-85 6.2 小片段同源性分析 85-89 6.2.1 小片段进化树分析 85 6.2.2 不同品种百合 AG 基因氨基酸序列同源性比较 85-87 6.2.3 百合 AG 基因与近缘物种 AG 基因同源性分析 87-89 6.2.3.1 小片段系统发育分析 87-89 7 花特异表达启动子 CHSA 驱动的 LtAG1 和 LtAG2 基因反义植物表达载体构建 89-107 7.1 基因序列中酶切位点的引入 89-91 7.1.1 引物的设计与合成 89 7.1.2 LtAG1 和 LtAG2 酶切位点的引入 89-90 7.1.3 PCR 产物的检测与回收纯化 90 7.1.4 PCR 产物的连接 90 7.1.5 连接产物的转化 90 7.1.6 重组子的鉴定与保存 90-91 7.1.6.1 重组子 PCR 检测 90-91 7.1.6.2 重组子的保存 91 7.2 花特异表达启动子 CHSA 的检测 91-92 7.3 CHSA驱动LtAG1和LtAG2基因表达的反义植物表达载体的构建 92-99 7.3.1 构建策略 92 7.3.2 反义植物表达载体的构建 92-99 7.3.2.1 中间载体pBI121/CHSA的构建 92-95 7.3.2.2 反义植物表达载体pCLtAG1的构建 95-97 7.3.2.3 反义植物表达载体pCLtAG2的构建 97-99 7.4 结果与分析 99-107 7.4.1 LtAG1 和 LtAG2 酶切位点的引入 99 7.4.2 花特异表达启动子CHSA的检测 99 7.4.3 CHSA驱动的LtAG1和LtAG2反义植物表达载体的构建 99-107 7.4.3.1 CHSA驱动的LtAG1反义植物表达载体的构建 99-103 7.4.3.2 反义植物表达载体 pCLtAG2 的构建 103-107 8 结论与讨论 107-112 8.1 结论 107-108 8.2 讨论 108-112 8.2.1 百合AG基因的克隆 108-109 8.2.1.1 高质量RNA的获得 108 8.2.1.2 AG 基因的克隆 108-109 8.2.1.3 已克隆AG基因的结构及序列分析 109 8.2.2 Tiber及Siberia AG基因表达特性研究 109-110 8.2.3 AG 基因系统进化及同源性分析 110 8.2.4 载体构建 110-112 参考文献 112-117 附录一:部分实验材料图片展示 117-118 附录二:主要缩略词表 118-119 附录三:主要溶液配制 119-120 附录四:发表文章 120-121 致谢 121
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中图分类: > 农业科学 > 园艺 > 观赏园艺(花卉和观赏树木) > 多年生花卉类 > 球根花卉类 > 其他
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