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两个与棉纤维发育相关基因的克隆与鉴定及七个与脂肪酸代谢相关基因的表达分析

作　者: 董佳
导　师: 郭旺珍
学　校: 南京农业大学
专　业: 遗传学
关键词: 内切-1，4-β-葡聚糖酶 1，3-β-葡聚糖酶 脂肪酸代谢 结构特征 表达分析 逆境胁迫
分类号: S562
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


棉花既是重要的纤维作物,又是重要的油料作物。棉花的分子生物学研究近些年发展很快,特别在棉纤维产量和品质改良的分子机理及应用方面取得成果较多,但在控制棉籽油组分及植株抗逆性等方面的研究却相对缺乏。本研究针对棉纤维发育和棉籽油分代谢相关基因进行了基因克隆和表达特征研究,主要研究结果如下：1棉花内切-1,4-β-葡聚糖酶和1,3-β-葡聚糖酶基因的克隆和鉴定基于遗传标准系TM-1和海岛棉海H7124基因芯片在15DPA时海H7124优势表达EST,根据电子克隆得到棉花中一个新的cDNA全长内切-1,4-β-葡聚糖酶基因。基因全长为2188bp, ORF长1581bp,编码526个氨基酸,等电点和分子量分别为：6.38/56949.31Da。进一步从海H7124、TM-1、非洲棉、雷蒙德氏棉基因组中分离到该基因序列。Q-PCR结果表明该基因在纤维伸长期优势表达,且在15DPA该基因在陆地棉TM-1和海岛棉H7124里表达有显著性差异,和基因芯片上的结果一致。通过分析比较海陆栽培棉种中该基因序列,开发SNAP标记,利用本实验室陆地棉遗传标准系TM-1和海岛棉海H7124培育的140个单株的BC1作图群体将该基因定位在四倍体棉花遗传图谱的19号染色体上。通过cDNA文库筛选得到棉花一个新的1,3-β-葡聚糖酶基因。基因全长为2088bp,ORF长1410bp,编码469个氨基酸,等电点和分子量分别为：5.307/50302.92Da。Q-PCR结果表明该基因在根,纤维初始期和伸长期优势表达,且表达水平在陆地棉TM-1和海岛棉H7124间有显著性差异。通过分析比较海陆栽培棉种中该基因序列,开发SNAP标记,利用本实验室陆地棉遗传标准系TM-1和海岛棉海H7124培育的140个单株的BC1作图群体将该基因定位在四倍体棉花遗传图谱的4号染色体上。2棉花七个脂肪类基因表达分析本研究在前人克隆到七个脂肪代谢相关的基因全长cDNA基础上,对这些基因做组织表达和诱导表达分析。基因表达分析发现,这些基因在陆地棉TM-1不同时期的胚珠或纤维、根、茎和叶中都有表达,并且在叶中表达量都比茎和根中多；在纤维和种子各个时期,GhKASⅡ, GhKASⅢ和GhACX在25DPA种子中表达量最高；GhGPAT, GhMFP和Gh4CL在ODPA胚珠中表达量最高；Ghω-3FAD在20DPA纤维中表达量最高。这些结果表明这些基因不仅在棉花纤维发育中起作用,对种子中脂肪酸的形成也具有重要贡献。基因诱导表达分析发现,这七个基因不同程度的受到了创伤,Meja, ABA和冷4℃的诱导,说明这些基因在棉花抗逆方面起一定的生理作用。

全文目录


摘要  6-8ABSTRACT  8-10本文所用主要缩略词  10-11第一部分 文献综述  11-25  第一章 棉纤维发育及相关基因克隆  11-17    1 棉纤维细胞发育过程  11-12    2 棉纤维发育相关基因研究进展  12-13    3 基因克隆技术的研究和进展  13-15      3.1 图位克隆  13      3.2 转座子标签法  13-14      3.3 同源序列法  14      3.4 差异表达基因的分离方法  14      3.5 电子克隆  14-15    4 实时荧光定量PCR技术检测基因表达研究进展  15-17  第二章 植物脂肪酸代谢研究进展  17-25    1 植物脂肪酸代谢途径  17-20      1.1 植物脂肪酸合成代谢途径  17-18      1.2 植物脂肪酸分解代谢途径  18-20    2 植物脂肪酸在油脂基因工程中的应用  20-21    3 脂肪酸在植物抗逆基因工程中的应用  21-22      3.1 脂肪酸与植物抗寒性  21-22      3.2 脂肪酸与植物抗病性  22      3.3 本研究中七个脂肪酸代谢相关基因在抗逆方面的研究进展  22    4 本研究的目的和意义  22-25第二部分 研究报告  25-73  第三章 棉花内切-1,4-β-葡聚糖酶和1,3-β-葡聚糖酶基因的克隆和初步功能分析  25-61    1 实验材料  25-27      1.1 材料  25-26      1.2 菌株和质粒  26      1.3 酶、试剂及培养基  26      1.4 引物  26-27    2 实验方法  27-36      2.1 总RNA的提取  27-29      2.2 总RNA消化及反转  29-30      2.3 棉花基因组DNA的提取  30-31      2.4 目的基因片段的获得  31-32      2.5 RT-PCR  32      2.6 扩增产物的回收、克隆及测序  32-34      2.7 序列的生物信息学分析  34      2.8 实时荧光定量RT-PCR反应  34-35      2.9 基因的染色体定位  35-36      2.10 基因组来源分析  36    3. 结果与讨论  36-61      3.1 GhEG基因克隆和鉴定  36-49      3.2 β-1,3-葡聚糖酶基因克隆和鉴定  49-61  第四章 脂肪酸代谢相关基因的功能初步分析  61-73    1 实验材料  61-62      1.1 植物材料  61-62      1.2 引物  62    2 实验方法  62-64      2.1 七个脂肪酸相关代谢基因的获取  62-63      2.2 植物材料的胁迫处理  63      2.3 总RNA的提取  63-64      2.4 总RNA消化及反转  64      2.5 实时荧光定量RT-PCR反应  64    3 结果与讨论  64-73      3.1 脂肪酸相关代谢的七个基因组织特异性表达分析  64-67      3.2 脂肪酸相关代谢的七个基因在非生物胁迫下的表达模式  67-71      3.3 讨论  71-73全文结论  73-75参考文献  75-83致谢  83

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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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