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棉花花发育相关基因GhSOC1，GhFBO基因的克隆表达分析

作　者: 卫江辉
导　师: 喻树迅
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 作物遗传育种
关键词: 开花调控 GhSOC1 陆地棉 转录因子
分类号: S562
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


棉花是我国重要的经济作物,同时也是我国重要的战略物资,在国民生产中占有极其重要的地位。但是由于我国人多地少,急需解决粮棉争地的问题,短季棉品种在实现麦棉套种中起着关键的作用。而MADS基因在调控植物花芽分化方面具有重要作用,本文从陆地棉品种中棉所36中克隆了GhSOC1基因和GhFBO基因的全长,分析了其序列特征和表达模式,并通过转基因对其功能进行了初步验证。主要结果如下:1.利用RT-PCR技术从异源四倍体陆地棉中棉所36中成功克隆了1个MADS-box家族转录因子的全长cDNA,命名为GhSOC1;GenBank注册号为JF701982。序列分析表明,GhSOC1基因cDNA全长1053 bp,编码区长666 bp,编码221个氨基酸。GhSOC1编码的蛋白具有典型的MADS-box结构特征,包括MADS保守域和K保守域。NCBI上Blast比对发现GhSOC1蛋白质序列与植物中的许多SOC1具有很高的同源性。2.利用RT-PCR技术在A染色体组棉花草棉和D染色体组雷蒙德氏棉中扩增GhSOC1基因,发现A、D染色体组中均含有该基因,并通过序列分析和blast比对发现,GhSOC1基因在A染色体组和D染色体组中具有极高的相似性,达到了99%以上,在一定程度上说明,棉花A染色体组和D染色体组之间相似性很高。进化分析表明,GhSOC1基因编码的蛋白和其他植物中SOC1蛋白之间的相似性较高,其中和芒果的MiSOC1最高。3.实时荧光定量PCR表明,GhSOC1基因在茎中的表达量最高,同时在不同时期的顶芽中研究发现,该基因在三叶展平的顶尖中表达量最高,与本实验室数字化基因表达谱分析结果一致。在光周期处理,GhSOC1基因的表达量没有显著的变化,但是其在光照条件下的表达要高于在黑暗中的表达;在赤霉素处理条件下,SOC1基因的表达量升高,说明GA可以促进GhSOC1基因的表达。4.通过文库检索从中找到了一条可能与开花相关的EST序列,经过RT-PCR获得该基因的全长ORF,命名为GhFBO(Genebank:JF498592)。生物信息学分析表明该基因属于TUBBY家族的一个基因,其编码的蛋白序列中含有典型的F-box结构域和Tubby-like结构域;并且该蛋白的分子量为47.6 kd,等电点9.48.系统进化分析表明,该基因与苹果的TLP2相似性最高。实时荧光定量分析表明:GhFBO基因在纤维中表达量很低,推测可能对纤维的生长没有作用;在叶片和茎中的表达量均较高,推测该基因可能在植物的花芽分化和形态建成过程中起作用5.构建pBI121-GhSOC1与pBI121-GhFBO的超表达载体,正义表达载体获得了转基因拟南芥一代种子,正进行转基因拟南芥的二代鉴定。构建pBGFP-GhSOC1亚细胞定位载体,洋葱表皮瞬时表达结果表明,GhSOC1蛋白定位在细胞核内。

全文目录


摘要  5-7
ABSTRACT  7-12
第一章 文献综述  12-23
  1.1 植物开花调控途径  12-17
    1.1.1 光周期途径  12-13
    1.1.2 春化途径  13-15
    1.1.3 自主途径  15-16
    1.1.4 赤霉素途径  16-17
    1.1.5 其他因素对开花的影响  17
  1.2 开花整合因子（FT、SOC1、LFY）研究进展  17-22
    1.2.1 FLOWERING LOCUS T (FT)  17-19
    1.2.2 LEAFY ( LFY)  19-21
    1.2.3 SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CO 1 (SOC1)  21-22
  1.3 本研究的目的和意义  22
  1.4 技术路线  22-23
第二章 GhSOC1 基因的克隆与表达分析  23-44
  2.1 实验材料  24
    2.1.1 实验材料  24
    2.1.2 试剂、试剂盒及药品  24
  2.2. 实验方法  24-32
    2.2.1 棉花基因组DNA 提取  24-25
    2.2.2 棉花不同组织总RNA 提取  25-26
    2.2.3 GhSOC1 基因全长克隆  26-28
    2.2.4 基因时空表达模式分析  28-29
    2.2.5 表达载体的构建  29-30
    2.2.6 载体质粒转化农杆菌  30
    2.2.7 转化洋葱表皮细胞  30-31
    2.2.8 蘸花法转化拟南芥  31-32
  2.3 结果分析  32-43
    2.3.1 RNA 和DNA 提取及反转录  32-34
    2.3.2 GhSOC1 基因全长克隆  34-35
    2.3.3 GhSOC1 基因RACE 片段回收与测序  35-36
    2.3.4 序列分析  36-40
    2.3.5 GhSOC1 基因荧光定量分析  40-41
    2.3.6 表达载体的构建  41-43
    2.3.7 农杆菌介导的拟南芥转化  43
  2.4 讨论  43-44
第三章 GhFBO 基因的克隆与表达分析  44-52
  3.1 材料和方法  44-46
    3.1.1 材料、试剂  44
    3.1.2 方法  44-46
  3.2 结果与分析  46-51
    3.2.1 RNA 提取以及cDNA 第一链合成  46
    3.2.2 GhFBO 基因的克隆以及生物信息学分析  46-49
    3.2.3 生物信息学分析  49-50
    3.2.4 QRT-PCR 分析结果  50
    3.2.5 超表达载体的构建  50-51
    3.2.6 农杆菌介导的拟南芥转化  51
  3.3 讨论  51-52
第四章 结论与展望  52-54
  4.1 结论  52
  4.2 展望  52-54
参考文献  54-60
缩略语  60-61
致谢  61-62
作者简介  62

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 经济作物 > 纤维作物 > 棉
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