芥菜型油菜多室基因Bjmc1启动子与RNA干涉分析

发布时间：2020-11-04 00:12

　　 油菜多室性状是已被证明的产量性状,有利于油菜高产。Bjmc1基因是芥菜型油菜多室基因,其两室基因BjMc1突变后导致油菜角果形成三个腔室,每角果粒数增加,单株产量增大。本研究通过BjMc1基因启动子生物信息学分析和启动子截短表达分析找到基因核心启动子区段,为后续寻找相关转录因子及多室角果形成过程的调控途经研究提供基础;本研究还通过RNA干扰BjMc1基因的表达,进一步验证多室基因在油菜角果发育过程中的功能。主要研究结果如下:1.BjMc1启动子生物信息学分析用PlantCARE数据库在线分析BjMc1基因上游启动子序列发现,该段包含有光响应元件、逆境胁迫响应元件、激素响应元件、CGTCA-motif茉莉酸甲酯响应元件、MYB转录因子结合位点、ELI-box3诱导子响应元件、CAT-box分生组织表达响应元件、5UTR Py-rich stretch高效转录相关元件等。2.BjMc1启动子核心区段的发现分两次构建了8个BjMc1启动子5’端缺失载体,P5K(-502bp),P10K(-996bp),P15K(-1568bp),P20K(-2024bp);P11K(-1118bp),P12K(-1206bp),P13K(-1314bp),P14K(-1414bp)。对转基因阳性植株的花序与12天大的小苗GUS组织化学染色。结果表明,P14K、P15K、P20K缺失载体能够驱动GUS基因在花蕾原基中表达。P5K、P10K、P11K、P12K、P13K与空载CK均不能驱动GUS基因在花蕾原基中表达。但除P5K与CK外,其余载体均能驱动GUS基因在萼片,根、茎、叶等组织中表达。结合数据库分析,推测在起始密码子上游-1414~-1300bp区段为BjMc1基因在花蕾原基中表达的核心区段,CAT-box分生组织表达响应元件可能为核心元件之一。3.启动子核心区段同源性分析比较芸薹属植物Mc1基因启动子核心区段115bp发现,该序列与其他芸薹属植物的Mc1基因启动子匹配程度高。与黑芥(BniMc1)100%匹配,与甘蓝型油菜(BnaMc1)和白菜型油菜(BraMc1)匹配均达到96%,而与拟南芥(AthMc1)匹配75%。这一结果暗示启动子核心区段115bp为基因表达所必需的,且在芸薹属植物中高度保守。分析启动子序列发现,这5个启动子区段均包含CAT-box分生组织表达调控元件,说明该元件是Mc1基因表达的关键调控元件。4.RNA干涉BjMc1基因结果分析BjMc1基因序列,用改造过的载体pC2300RNAi,成功构建了RNA干涉载体pRNAi,并将其转到纯合两室植株中,获得了阳性转基因植株。对转基因阳性植株进行qRT-PCR分析和表型观察,结果显示:转基因T_0代,编号R67、R79、R120,3棵表现茎尖发育异常;在转基因T_1代中检测到RNA干涉降低了BjMc1基因的表达量,转基因植株叶片变得细长,叶缘齿状减少;且转基因植株角果普遍比纯合两室植株角果短,并且有部分株系出现类多室角果的表型,角果外形与多室相似,但内部只有两个腔室。结合上述结果,可以认为Bjmc1基因控制芥菜型油菜心皮发育,与芥菜型油菜角果小室数目有关。
【学位单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S565.4
【部分图文】：

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图 1.2 花器官发育“ABC”模型.2 The “ABC” model of floral organ dC”模型中，C 类基因（AG）与拟S CLAW）与 SPT（SPATULA）基

图 1.3 RNA 干涉的分子机制（Plasterk 2002）Fig. 1.3 The molecular mechanism of RNA interference（Plasterk 2002）2.5.2 RNA 干涉技术的特点与方法因其特定的机制，RNA 干涉技术具有高稳定性，高特异性，高效率，以及便于
【参考文献】

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本文编号：2869307