拟南芥ERD15基因缺失突变体的分子鉴定和表型分析

发布时间：2021-03-05 21:55

　　为探究ERD15基因功能,利用反向遗传学,通过PCR及半定量PCR筛选鉴定出拟南芥（Arabidopsis thaliana） ERD15基因的T-DNA插入纯合突变体,并对其表型进行观察分析。结果表明,erd15突变体莲座叶数目显著增多,提前3～4 d开花,突变体比野生型更早从营养生长转向生殖生长。拟南芥野生型植株主茎为圆柱体,平均直径1.29 mm,而erd15突变体主茎扁平,平均直径达到2.27mm,具极显著差异。与野生型相比,erd15突变体果实心皮发育受到影响,隔膜上排列有多排种子,果荚顶端膨大,长度缩短37.67%,但角果平均结籽数升高。因此,ERD15基因参与了调控拟南芥植株的生殖生长过程。 

【文章来源】：热带亚热带植物学报. 2020,28(05)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

纯合突变体的鉴定。A:ERD15基因结构和T-DNA插入位点;B:erd15突变体基因水平检测;C:erd15突变体转录水平的检测。

在拟南芥生殖生长期，ERD15基因的缺失导致突变体植株花序表型异常(图3:A～C)；角果表面出现皱褶，顶端膨大成楔形(图3:D)，长度比野生型缩短37.67%(表2)，达显著差异。主茎由细长的圆柱体变成扁平状，比野生型的直径增加75.97%(图3:A,E，表3)。野生型Col-0自然开裂的长角果由2个心皮和1个隔膜组成，形成假两室，种子通过株柄呈两列附着在隔膜上；erd15突变体自然开裂的长角果由多心皮发育而成，内部假隔膜部分不融合，有多排种子(图3:F)。从角果的徒手横切切片可见，野生型的角果内有2个种子腔，erd15突变体长角果顶端膨大区域内无明显种子腔(图3:G),并且比野生型的雌蕊异常膨大(图3:H)，这进一步说明erd15的雌蕊可能由多心皮融合而成。野生型长角果的平均种子数为46.94粒，erd15突变体为65.25粒(图4:A,表2)，增加了39.01%，可见erd15突变体长角果的平均长度较野生型短，但平均结籽数却显著增加。图3 野生型Col-0和erd15突变体生殖生长期的表型。A:主茎上的花和果荚;B,C:花序;D:角果;E:主茎;F:去除果皮的角果;G:角果横切;H:雌蕊。

图2 野生型Col-0与erd15突变体的表型。A:种子萌发60 d的植株;B:莲座叶;C:长日照下erd15突变体开花。拟南芥野生型和突变体种子均呈饱满椭圆状、无皱褶、棕色，没有明显差异(图4:C)。野生型种子的萌发率为96.00%,erd15突变体为95.80%(图4:B,表2)，无显著差异。这表明ERD15基因的缺失虽然干扰了拟南芥的生殖生长，但并没有导致育性下降。

【参考文献】：
期刊论文
[1]甘蔗与斑茅BC1分子鉴定、抗黑穗病和花叶病初步评价[J]. 吴小斌,王勤南,凌秋平,杨湛端,陈勇生,黄俊坚,吴嘉云,李奇伟.  热带亚热带植物学报. 2019(01)
[2]不同光照强度对假紫万年青生长和叶绿素荧光参数的影响[J]. 郭微,刘萍,邓磊,王金将,洪岚,陈平,孙延军.  热带亚热带植物学报. 2018(03)
[3]拟南芥叶片数目变化突变体对营养生长时相转变的影响[J]. 卢阳,龙鸿.  植物学报. 2015(03)
[4]拟南芥脱水诱导早期应答基因研究进展[J]. 刘颖慧,王天宇,黎裕.  中国农业大学学报. 2009(03)
[5]叶绿素荧光动力学参数的意义及讨论[J]. 张守仁.  植物学通报. 1999(04)



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