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甘蓝型油菜及近缘亲本春化基因VIN3的克隆与进化分析

作　者: 罗洁
导　师: 栗茂腾
学　校: 华中科技大学
专　业: 生物化学与分子生物学
关键词: VIN3 甘蓝型油菜白菜甘蓝进化
分类号: S565.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 5次
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内容摘要

开花是植物从营养生长到生殖生长的一个重要转折点。开花启动的时机对生殖生长至关重要，而春化是一年生冬性植物开花必不可少的条件。甘蓝型油菜的学位论文">甘蓝型油菜(Brassicanapus, AnAnCnCn,2n=38)，甘蓝(Brassica olerecea, CoCo,2n=18)，白菜(Brassica rapa,ArAr,2n=20)是世界上重要的三大农作物，他们都属于冬性一年生蔬菜作物，都需要经历一个低温阶段即春化才能顺利完成发育转变。在拟南芥中，春化对开花的促进作用主要是通过春化相关基因对FLOWERING LOCUS C (FLC)表达的抑制来实现的，而春化基因VERNALIZATION INSENSITIVE3(VIN3)是FLC的直接抑制因子。因此探明VIN3基因在这三大作物之间的基因组结构以及进化关系对于探明芸薹属的开花调控具有重要的意义。本实验通过选取20种不同来源的甘蓝型油菜，甘蓝，白菜作为实验对象，分别从cDNA水平和DNA水平对VIN3的基因结构以及拷贝数和亲缘关系进行分析研究。（1）通过PCR扩增的方法，在甘蓝型油菜中成功克隆了春化基因BnVIN3的DNA全长序列和cDNA序列。结果表明，该基因包含5个外显子和4个内含子，最大开放阅读框为2550bp，编码559个氨基酸序列。从甘蓝型油菜中分离得到4个VIN3基因的拷贝，此4个拷贝分别对应在白菜的A2，A3染色体以及甘蓝的C2，C3染色体上，因此将4个拷贝命名为Bn.A2VIN3, Bn.A3VIN3, Bn.C2VIN3, Bn.C3VIN3。（2）4个拷贝荧光定量PCR分析，初步探明了这4个拷贝在春化过程中对开花时间作出的贡献大小。（3）通过同源序列克隆法，在不同来源的20种甘蓝和白菜中克隆了VIN3并测序。结果表明，甘蓝型油菜，白菜以及甘蓝VIN3在核苷酸水平的同源性为92.7%-98.7%。在比较甘蓝型油菜VIN3基因，白菜VIN3基因以及甘蓝VIN3基因的时候分离得到一个可以区分AA基因组和CC基因组的关键片段，将此片段命名为SqA，SqA只存在于AA基因组。有SqA的拷贝与白菜VIN3基因达到96%-98%的同源性，不存在SqA的拷贝与甘蓝VIN3的同源性也达到了96%-98%。另外在单独比较甘蓝VIN3基因时在第一个内含子区段分离得到一个差异片段，将此片段命名为SqB，SqB只存在甘蓝中，在甘蓝型油菜VIN3基因以及白菜VIN3基因中都不存在。并与野生甘蓝VIN3基因进行比较，发现野生甘蓝VIN3基因中也不存在SqB，因此推断SqB是探明甘蓝进化关系的关键片段。并利用CLUSTALX和MEGA5软件将VIN3序列进行比对，并构建NJ系统进化树，比较了甘蓝型油菜与其近缘亲本在VIN3水平的进化关系。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-16
  1.1 课题背景  10-12
  1.2 选题意义  12
  1.3 相关研究进展  12-16
2 甘蓝型油菜的学位论文">甘蓝型油菜春化基因 VIN3 cDNA 的克隆及序列分析  16-31
  2.1 材料与方法  16-23
  2.2 结果与讨论  23-30
  2.3 本章小结  30-31
3 甘蓝型油菜 VIN3 基因酵母表达载体的构建及功能研究  31-40
  3.1 材料与方法  31-37
  3.2 结果与讨论  37-38
  3.3 本章小结  38-40
4 甘蓝型油菜春化基因 VIN3 DNA 的克隆以及序列分析  40-48
  4.1 材料与方法  40-41
  4.2 结果与讨论  41-47
  4.3 本章小结  47-48
5 近缘亲本白菜与甘蓝春化基因 VIN3 DNA 克隆及进化分析  48-56
  5.1 材料与方法  48
  5.2 结果与讨论  48-54
  5.3 本章小结  54-56
6 甘蓝型油菜 VIN3 不同拷贝的表达分析  56-63
  6.1 材料与方法  56-57
  6.2 结果与讨论  57-62
  6.3 本章小结  62-63
7 总结与展望  63-65
致谢  65-66
参考文献  66-72
附件  72-139

甘蓝型油菜及近缘亲本春化基因VIN3的克隆与进化分析

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