胡杨BR合成酶基因PeDWF4功能的研究

发布时间：2017-05-12 22:06

  本文关键词：胡杨BR合成酶基因PeDWF4功能的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：油菜素类固醇(Brassinosteroids,BRs)是一类新发现的植物生长调节物质,在植物生长发育过程中扮演极其重要的角色,包括种子萌发、下胚轴的伸长、维管束的分化、光形态建成以及植物的育性和衰老等。此外还可增强植株对多种逆境的适应能力。目前对BR合成的调控机理及其对植物生长发育影响的研究主要集中在一年生草本植物如水稻、豌豆和拟南芥中,在与草本植物明显不同的多年生木本植物中鲜有报道。DWF4在BR合成路径中是一个关键的限速酶基因。为了了解木本植物DWF4基因在植物生长发育过程中的作用,本研究用携带胡杨DWF4(PeDWF4)基因的表达载体35S::PeDWF4,通过农杆菌介导的花序浸染法,将PeDWF4导入拟南芥(Arabidopsis thaliana)dwf4突变体,获得了稳定遗传的Atdwf4-PeDWF4转基因系,对其形态学、解剖学、遗传学、生理学及分子生物学特征进行了系统的比较分析。主要结果如下:1.通过转化,PCR鉴定,共得到4个Atdwf4/PeDWF4均为纯合的转基因系(命名为C12-2、C14-1、C16-1和C18-1)。2.形态学分析发现,与拟南芥dwf4纯合突变体相比较,以上四个转基因系的莲座叶数目与叶面积、莲座叶长宽比、叶柄长度、莲座叶下表皮细胞长度和宽度、叶脉细胞长度和细胞突起数目均显著增加,但是气孔密度均降低。与野生型相比,四个转基因系的莲座叶数目、叶柄长度、种子的长度和宽度以及千粒重均明显增加,但是莲座叶大小、花序茎直径和果荚数目相对降低。此外,它们的花序变小,花苞数目减少,单株种子产量降低,但单个果荚种子数目和花序茎数目与野生型的基本相同。不同转基因系之间也有明显差异。3.生理学研究发现,在光照和黑暗条件下,四个转基因系与Atdwf4纯合突变体相比,下胚轴和初生根的伸长速率均显著增加;与野生型相比,下胚轴伸长速率相对增加,但初生根伸长速率相对降低。4.RT-PCR分析显示,这四个转基因系中PeDWF4表达水平的大小依次为C14-1,C18-1,C12-2,C16-1,表达水平与表型恢复程度呈负相关。以上结果表明,胡杨DWF4(PeDWF4)和拟南芥DWF4(AtDWF4)在调节植物生长发育过程中的功能上基本相似,但可能不完全相同。具体原因有待进一步研究。
【关键词】：胡杨 油菜素内酯 DWF4 拟南芥
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：Q943.2
【目录】：

• 中文摘要3-5
• Abstract5-7
• 缩略词表7-10
• 第一章 前言10-24
• 1.1 BR在植物生命周期中的作用10-19
• 1.1.1 促进种子发育和萌发10-11
• 1.1.2 促进细胞伸长和分裂11-12
• 1.1.3 促进维管束分化12-13
• 1.1.4 调节植物根的生长13-14
• 1.1.5 调节植物茎的生长14-15
• 1.1.6 调节植物的花期和育性15-16
• 1.1.7 BR与其他植物激素的关系16-17
• 1.1.8 BR对植物抗逆的影响17-19
• 1.2 BR的合成与信号转导19-21
• 1.2.1 BR的合成19-20
• 1.2.2 BR的信号转导20-21
• 1.3 DWF4基因研究进展21-22
• 1.4 本研究的目的和意义22-24
• 第二章 实验材料和方法24-31
• 2.1 实验材料24-26
• 2.1.1 拟南芥材料24
• 2.1.2 菌株和载体24-25
• 2.1.3 药品和试剂25
• 2.1.4 引物25-26
• 2.2 方法26-31
• 2.2.1 拟南芥培养26
• 2.2.2 拟南芥总DNA提取26
• 2.2.3 拟南芥RNA提取及含量测定26-27
• 2.2.4 半定量PCR27-28
• 2.2.5 拟南芥dwf4杂合体植株鉴定28-29
• 2.2.6 遗传转化29
• 2.2.7 转基因植株筛选29-30
• 2.2.8 转基因植株形态学分析30
• 2.2.9 莲座叶扫描电镜观察30-31
• 第三章 结果31-47
• 3.1 PeDWF4-拟南芥转基因系建立31-38
• 3.1.1 拟南芥dwf4突变体杂合体鉴定31
• 3.1.2 PeDWF4转基因系获得31-32
• 3.1.3 转基因系Atdwf4基因纯合体鉴定32-36
• 3.1.4 转基因系PeDWF4纯合体筛选36-38
• 3.2 转基因系的表型及生理生化分析38-47
• 3.2.1 转基因系的表型分析38-40
• 3.2.2 转基因系系莲座叶表皮细胞特征40-42
• 3.2.3 转基因系花序表型分析42-43
• 3.2.4 转基因系种子表型分析43-44
• 3.2.5 转基因系种子萌发期对光的反应44-45
• 3.2.6 转基因系PeDWF4基因表达检测45-47
• 第四章 讨论47-49
• 参考文献49-55
• 致谢55

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