红花玉兰APETATAL1和AGAMOUS-LIKE 6同源基因克隆和功能研究
发布时间：2022-12-08 03:41
红花玉兰（Magnolia wufengensis）属木兰科（Magnoliaceae）木兰属（Magnolia）,其种内具有丰富的花色、花型及花被片数目等自然变异,使其成为研究被子植物花器官形态建成和发育演变的理想材料。经典花发育ABCDE模型中AP1是决定外侧花器官特征的MADS-box基因,但已有对基部被子植物和基部双子叶植物中AGL6同源基因表达模式研究推测AGL6同源基因可能具有A类基因功能。为此本文对红花玉兰中APETATAL1-like和AGAMOUS-LIKE 6-like 基因及AP1/SEP/AGL6亚族成员进行同源克隆,分析其表达模式和验证其功能,并研究其蛋白相互作用,以揭示红花玉兰AP1和AGL6同源基因在花被片发育中的作用。主要研究结果如下:1、红花玉兰AP1同源基因的克隆与功能分析红花玉兰仅有一个AP1-like基因,具有FUL motif和paleoAP1 motif结构域,在系统进化树上与木兰类植物FUL同源基因聚类在一起。半定量分析表明MawuAP1在叶片和各轮花器官中均有表达;实时定量结果表明MawuAP1在苞片中表达水平较高,花器官中除心皮外,由外...
【文章页数】：157 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
1.1 研究背景
1.2 植物花被片的起源假说
1.3 MADS-Box转录因子调控植物花发育的研究
1.3.1 花发育调控模型与MADS-Box家族基因起源
1.3.2 MADS-box基因调控花被片发育的研究
1.3.3 AP1亚族基因的研究进展
1.3.4 AGL6亚族基因的研究进展
1.3.5 AP1/SEP/AGL6进化系同源基因的研究进展
1.4 红花玉兰及其相关研究
1.4.1 发现红花玉兰
1.4.2 红花玉兰MADS-box基因研究
1.5 研究目的和意义
1.6 研究技术路线
2 红花玉兰AP1同源基因克隆及功能分析
2.1 材料与方法
2.1.1 植物材料
2.1.2 主要试剂和仪器
2.1.3 试验方法
2.1.3.1 红花玉兰总RNA提取
2.1.3.2 红花玉兰总RNA样品中的DNA消化
2.1.3.3 红花玉兰总RNA逆转录
2.1.3.4 3'RACE基因克隆技术
2.1.3.5 PCR产物的电泳检测与胶回收
2.1.3.6 5'RACE基因克隆技术
2.1.3.7 构建克隆载体
2.1.3.8 构建双元表达载体
2.1.3.9 转化大肠杆菌
2.1.3.10 质粒提取
2.1.3.11 转化农杆菌
2.1.3.12 转染拟南芥
2.1.3.13 转基因拟南芥快速鉴定技术
2.1.3.14 半定量PCR分析
2.1.3.15 实时定量分析
2.1.4 AP1同源基因特征结构域分析
2.1.5 种子植物AP1同源基因系统进化树构建
2.1.6 MawuAP1在红花玉兰中表达的组织特异性
2.1.7 MawuAP1在花器官发育不同阶段的表达模式
2.1.8 本章所用引物
2.2 结果与分析
2.2.1 MawuAP1基因克隆及结构域分析
2.2.2 AP1同源基因系统进化树
2.2.3 MawuAP1组织表达特异性及表达模式分析
2.2.4 MawuAP1转基因拟南芥功能分析
2.3 讨论
2.3.1 MawuAP1不具有决定花被片性状的功能
2.3.2 AP1/FUL基因亚族功能分化
2.4 小结
3 红花玉兰AGL6同源基因克隆及功能分析
3.1 材料与方法
3.1.1 植物材料
3.1.2 主要试剂和仪器
3.1.3 基因克隆及载体构建方法
3.1.4 木兰属AGL6同源基因克隆及特征结构域分析
3.1.5 种子植物AGL6同源基因系统进化树构建
3.1.6 种子植物AGL6同源基因组织表达特异性及表达模式分析
3.1.7 MawuAGL6_1/2在红花玉兰中表达的组织特异性
3.1.8 MawuAGL6_1/2在花器官发育不同阶段的表达模式
3.1.9 MawuAGL6_1/2在不同花被片数花芽中的表达模式分析
3.1.10 MawuAGL6_1/2转基因拟南芥功能分析
3.1.11 体视显微镜和扫描电子显微镜
3.1.12 本章所用引物
3.2 结果与分析
3.2.1 红花玉兰AGL6同源基因克隆
3.2.2 MawuAGL6_1/2结构域分析
3.2.3 种子植物AGL6同源丛因系统进化研究
3.2.4 种子植物AGL6亚族基因表达模式分析
3.2.5 MawuAGL6_1/2在红花玉兰花发育中的表达模式
3.2.5.1 MawuAGL6_1/2在不同发育阶段的表达模式
3.2.5.2 MawuAGL6_1/2在不同花被片数红花玉兰表达模式
3.2.6 MawuAGL6_1/2转基因拟南芥功能分析
3.3 讨论
3.3.1 MawuAGL6_1/2在花被片发育中的功能
3.3.2 基因重复事件导致AGL6同源基因功能分化
3.4 小结
4 红花玉兰MADS-BOX基因表达模式分析
4.1 材料与方法
4.1.1 植物材料
4.1.2 主要试剂和仪器
4.1.3 试验方法
4.1.3.1 红花玉兰SEP同源基因克隆
4.1.3.2 红花玉兰SEP同源基因特征结构域分析
4.1.3.3 被子植物SEP同源基因系统进化分析
4.1.3.4 红花玉兰花发育MADS-box同源基因表达模式分析
4.1.3.5 种子植物AP1/SEP/AGL6同源基因系统进化树构建
4.1.4 本章所用引物
4.2 结果与分析
4.2.1 红花玉兰SEP同源基因特征结构域分析
4.2.2 被子植物SEP同源基因系统进化分析
4.2.3 红花玉兰花发育MADS-box基因表达模式分析
4.2.4 种子植物AP1/SEP/AGL6亚族基因系统进化研究
4.3 讨论
4.4 小结
5 MawuAGL6_1/2、MawuAP1蛋白质结构预测与蛋白相互作用分析
5.1 材料与方法
5.1.1 主要试剂与仪器
5.1.2 试验方法
5.1.2.1 氨基酸序列分析
5.1.2.2 蛋白质三级结构预测
5.1.2.3 In-fusion同源克隆法构建酵母表达载体
5.1.2.4 配制酵母双/三杂培养基
5.1.2.5 酵母感受态制备及转化
5.1.2.6 MawuAGL6_1/2与红花玉兰MADS-box基因蛋白相互作用
5.1.2.7 MawuAGL6_1/2M、I、K、C结构域与红花玉兰MADS-box转录因子相互作用
5.1.2.8 MawuAGL6_1/2与拟南芥MADS-box转录因子蛋白相互作用
5.1.2.8.1 酵母双杂实验
5.1.2.8.2 酵母三杂实验
5.1.2.9 MawuAP1与红花玉兰MADS-box转录因子相互作用
5.1.3 本章所用引物列表
5.2 结果与分析
5.2.1 MawuAGL6_1/2、MawuAP1氨基酸序列分析
5.2.2 MawuAGL6_1/2三级结构预测
5.2.3 MawuAGL6_1/2与红花玉兰MADS-box转录因子相互作用
5.2.4 MawuAGL6_1/2与拟南芥MADS-box转录因子相互作用
5.2.5 MawuAGL6_1/2与AtAP3、AtSEP3转录因子相互作用
5.2.6 MawuAP1与红花玉兰MADS-box转录因子蛋白相互作用
5.3 讨论
5.3.1 MawuAGL6_1/2、MawuAP1蛋白相互作用模式
5.3.2 MawuAGL6_1/2、MawuAP1在花被片发育中的作用模型
5.4 小结
6 结论与展望
6.1 红花玉兰MawuAGL6_1/2具有A类基因功能
6.2 基因重复与基因表达模式、功能分化及系统进化
6.3 展望
参考文献
附录A AP1/SEP/AGL6亚族基因编码区序列
附录B AP1/SEP/AGL6亚族系统进化树基因氨基酸序列
附录C 花芽采集时间与大小
个人简介
导师简介
获得成果目录清单
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]AGAMOUS like 6亚家族基因研究进展[J]. 王珍华,胡立霞,钟丹,韩雪,庞基良. 西北植物学报. 2012(07)
[2]Ectopic expression of a hyacinth AGL6 homolog caused earlier flowering and homeotic conversion in Arabidopsis[J]. FAN JinHui1, LI WenQing2, DONG XiuChun1, GUO Wei1 ＆ SHU HuaiRui3 1 College of Forestry, Shandong Agricultural University, Taian 271018, China; 2 College of Biological Science, China Agricultural University, Beijing 100094, China; 3 College of Horticulture Science and Engineering, Shandong Agricultural University, Taian 271018, China. Science in China（Series C:Life Sciences）. 2007(05)
本文编号：3713476
【文章页数】：157 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
1.1 研究背景
1.2 植物花被片的起源假说
1.3 MADS-Box转录因子调控植物花发育的研究
1.3.1 花发育调控模型与MADS-Box家族基因起源
1.3.2 MADS-box基因调控花被片发育的研究
1.3.3 AP1亚族基因的研究进展
1.3.4 AGL6亚族基因的研究进展
1.3.5 AP1/SEP/AGL6进化系同源基因的研究进展
1.4 红花玉兰及其相关研究
1.4.1 发现红花玉兰
1.4.2 红花玉兰MADS-box基因研究
1.5 研究目的和意义
1.6 研究技术路线
2 红花玉兰AP1同源基因克隆及功能分析
2.1 材料与方法
2.1.1 植物材料
2.1.2 主要试剂和仪器
2.1.3 试验方法
2.1.3.1 红花玉兰总RNA提取
2.1.3.2 红花玉兰总RNA样品中的DNA消化
2.1.3.3 红花玉兰总RNA逆转录
2.1.3.4 3'RACE基因克隆技术
2.1.3.5 PCR产物的电泳检测与胶回收
2.1.3.6 5'RACE基因克隆技术
2.1.3.7 构建克隆载体
2.1.3.8 构建双元表达载体
2.1.3.9 转化大肠杆菌
2.1.3.10 质粒提取
2.1.3.11 转化农杆菌
2.1.3.12 转染拟南芥
2.1.3.13 转基因拟南芥快速鉴定技术
2.1.3.14 半定量PCR分析
2.1.3.15 实时定量分析
2.1.4 AP1同源基因特征结构域分析
2.1.5 种子植物AP1同源基因系统进化树构建
2.1.6 MawuAP1在红花玉兰中表达的组织特异性
2.1.7 MawuAP1在花器官发育不同阶段的表达模式
2.1.8 本章所用引物
2.2 结果与分析
2.2.1 MawuAP1基因克隆及结构域分析
2.2.2 AP1同源基因系统进化树
2.2.3 MawuAP1组织表达特异性及表达模式分析
2.2.4 MawuAP1转基因拟南芥功能分析
2.3 讨论
2.3.1 MawuAP1不具有决定花被片性状的功能
2.3.2 AP1/FUL基因亚族功能分化
2.4 小结
3 红花玉兰AGL6同源基因克隆及功能分析
3.1 材料与方法
3.1.1 植物材料
3.1.2 主要试剂和仪器
3.1.3 基因克隆及载体构建方法
3.1.4 木兰属AGL6同源基因克隆及特征结构域分析
3.1.5 种子植物AGL6同源基因系统进化树构建
3.1.6 种子植物AGL6同源基因组织表达特异性及表达模式分析
3.1.7 MawuAGL6_1/2在红花玉兰中表达的组织特异性
3.1.8 MawuAGL6_1/2在花器官发育不同阶段的表达模式
3.1.9 MawuAGL6_1/2在不同花被片数花芽中的表达模式分析
3.1.10 MawuAGL6_1/2转基因拟南芥功能分析
3.1.11 体视显微镜和扫描电子显微镜
3.1.12 本章所用引物
3.2 结果与分析
3.2.1 红花玉兰AGL6同源基因克隆
3.2.2 MawuAGL6_1/2结构域分析
3.2.3 种子植物AGL6同源丛因系统进化研究
3.2.4 种子植物AGL6亚族基因表达模式分析
3.2.5 MawuAGL6_1/2在红花玉兰花发育中的表达模式
3.2.5.1 MawuAGL6_1/2在不同发育阶段的表达模式
3.2.5.2 MawuAGL6_1/2在不同花被片数红花玉兰表达模式
3.2.6 MawuAGL6_1/2转基因拟南芥功能分析
3.3 讨论
3.3.1 MawuAGL6_1/2在花被片发育中的功能
3.3.2 基因重复事件导致AGL6同源基因功能分化
3.4 小结
4 红花玉兰MADS-BOX基因表达模式分析
4.1 材料与方法
4.1.1 植物材料
4.1.2 主要试剂和仪器
4.1.3 试验方法
4.1.3.1 红花玉兰SEP同源基因克隆
4.1.3.2 红花玉兰SEP同源基因特征结构域分析
4.1.3.3 被子植物SEP同源基因系统进化分析
4.1.3.4 红花玉兰花发育MADS-box同源基因表达模式分析
4.1.3.5 种子植物AP1/SEP/AGL6同源基因系统进化树构建
4.1.4 本章所用引物
4.2 结果与分析
4.2.1 红花玉兰SEP同源基因特征结构域分析
4.2.2 被子植物SEP同源基因系统进化分析
4.2.3 红花玉兰花发育MADS-box基因表达模式分析
4.2.4 种子植物AP1/SEP/AGL6亚族基因系统进化研究
4.3 讨论
4.4 小结
5 MawuAGL6_1/2、MawuAP1蛋白质结构预测与蛋白相互作用分析
5.1 材料与方法
5.1.1 主要试剂与仪器
5.1.2 试验方法
5.1.2.1 氨基酸序列分析
5.1.2.2 蛋白质三级结构预测
5.1.2.3 In-fusion同源克隆法构建酵母表达载体
5.1.2.4 配制酵母双/三杂培养基
5.1.2.5 酵母感受态制备及转化
5.1.2.6 MawuAGL6_1/2与红花玉兰MADS-box基因蛋白相互作用
5.1.2.7 MawuAGL6_1/2M、I、K、C结构域与红花玉兰MADS-box转录因子相互作用
5.1.2.8 MawuAGL6_1/2与拟南芥MADS-box转录因子蛋白相互作用
5.1.2.8.1 酵母双杂实验
5.1.2.8.2 酵母三杂实验
5.1.2.9 MawuAP1与红花玉兰MADS-box转录因子相互作用
5.1.3 本章所用引物列表
5.2 结果与分析
5.2.1 MawuAGL6_1/2、MawuAP1氨基酸序列分析
5.2.2 MawuAGL6_1/2三级结构预测
5.2.3 MawuAGL6_1/2与红花玉兰MADS-box转录因子相互作用
5.2.4 MawuAGL6_1/2与拟南芥MADS-box转录因子相互作用
5.2.5 MawuAGL6_1/2与AtAP3、AtSEP3转录因子相互作用
5.2.6 MawuAP1与红花玉兰MADS-box转录因子蛋白相互作用
5.3 讨论
5.3.1 MawuAGL6_1/2、MawuAP1蛋白相互作用模式
5.3.2 MawuAGL6_1/2、MawuAP1在花被片发育中的作用模型
5.4 小结
6 结论与展望
6.1 红花玉兰MawuAGL6_1/2具有A类基因功能
6.2 基因重复与基因表达模式、功能分化及系统进化
6.3 展望
参考文献
附录A AP1/SEP/AGL6亚族基因编码区序列
附录B AP1/SEP/AGL6亚族系统进化树基因氨基酸序列
附录C 花芽采集时间与大小
个人简介
导师简介
获得成果目录清单
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]AGAMOUS like 6亚家族基因研究进展[J]. 王珍华,胡立霞,钟丹,韩雪,庞基良. 西北植物学报. 2012(07)
[2]Ectopic expression of a hyacinth AGL6 homolog caused earlier flowering and homeotic conversion in Arabidopsis[J]. FAN JinHui1, LI WenQing2, DONG XiuChun1, GUO Wei1 ＆ SHU HuaiRui3 1 College of Forestry, Shandong Agricultural University, Taian 271018, China; 2 College of Biological Science, China Agricultural University, Beijing 100094, China; 3 College of Horticulture Science and Engineering, Shandong Agricultural University, Taian 271018, China. Science in China（Series C:Life Sciences）. 2007(05)
本文编号：3713476
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiyingongcheng/3713476.html
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