马铃薯油菜素内酯受体StBRI1的基因沉默和功能研究

发布时间：2020-02-01 06:09

【摘要】：油菜素内酯(BRs)对植物的生长发育具有多方面的调节作用,其受体BRI1是油菜素内酯信号路径上的关键组分。马铃薯是重要的粮菜兼用作物,研究马铃薯油菜素内酯受体基因St BRI1的功能,有助于扩展BRs调控马铃薯生长发育,特别是地下块茎生长发育的知识,对马铃薯等块茎类作物的分子遗传改良具有重要意义。本研究对马铃薯St BRI1进行了体外蛋白特性分析,在拟南芥bri1-5突变体中验证了St BRI1的生物活性,使用组成型启动子Ca MV35S和块茎特异启动子B33,对马铃薯油菜素内酯受体基因St BRI1分别进行全株沉默和块茎特异性沉默。通过对植株生长发育,块茎产量及品质等重要指标的测量,研究了St BRI1的功能特点及其对马铃薯植株和块茎生长发育的影响,取得了如下结果:1.马铃薯St BRI1具有自磷酸化和转磷酸化活性并且定位在细胞膜上。2.马铃薯St BRI1基因在生长旺盛和幼嫩的部位(根,匍匐茎,幼叶)表达量较高,在地上茎和老叶中表达量较低,在块茎中随着生长发育的进程表达量逐渐升高。3.马铃薯St BRI1在拟南芥突变体bri1-5中过表达,能部分恢复突变体的表型,表明其与At BRI1功能同源。4.构建了p ART27-35S-St BRI1RNAi和p BI121-B33-St BRI1RNAi两个RNAi载体。分别转化马铃薯测序品种(Solanum tuberosum L.cv.Désirée),得到了一系列马铃薯St BRI1的全株沉默系和块茎特异性沉默系。5.马铃薯St BRI1全株沉默系地上部分表现出株型紧凑,株高降低,节间缩短,茎粗变小,叶片皱缩深绿,叶面积减少,叶柄缩短等表型,而茎节数量没有显著变化。茎组织的石蜡切片观察显示全株沉默系的茎细胞长度明显缩短。6.马铃薯St BRI1全株沉默系和块茎特异沉默系的块茎产量都显著下降,且块茎特异沉默系主要表现为单株结薯数量的下降。7.马铃薯St BRI1全株沉默系块茎中淀粉含量下降,可溶性糖含量上升;块茎特异沉默系的块茎中淀粉含量上升,可溶性糖含量没有明显变化。
【图文】：

编码区,菌落PCR,片段,重组质粒

14马铃薯油菜素内酯受体 StBRI1 的基因沉默和功能研究2.2 结果与分析2.2.1 基因克隆及载体构建2.2.1.1 载体 pBI121-35S-StBRI1-GFP 构建我们以马铃薯叶片 cDNA 为模板，成功扩增得到大小为 3621bp 的 StBRI1 编码区片段（图 2-1 左）。重组质粒转化大肠杆菌后，菌落 PCR 鉴定获得预期大小的扩增条带（图2-1 右），说明 pBI121-35S GFP 线性片段和 StBRI1 编码区片段已经成功重组并转化。测序结果与数据库中的预期序列完全一致。

编码区,重组质粒,菌落PCR,片段

图 2-1 PCR 扩增 StBRI1 编码区片段（左）和菌落 PCR 鉴定含重组质粒的阳性菌落（右）M: 1KB 分子量标准；—：不加模板的阴性对照Figure 2-1 PCR results of StBRI1 amplification and positive E. coli checkM: 1KB Marker; —: mock negative control2.2.1.2 载体 pFlag-MAC-StBRI1CD 构建我们以 pBI121-35S-StBRI1-GFP 为模板，，成功扩增得到大小为 1155bp 的 StBRI1CD编码区片段（图 2-2 左）。重组质粒转化大肠杆菌 BL21 后，菌落 PCR 鉴定获得预期大小的扩增条带（图 2-2 右）。另外，测序结果与预期序列完全一致。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S532

【相似文献】