榆叶梅花发育相关MADS-box基因克隆和表达模式研究

发布时间：2017-05-17 15:13

  本文关键词：榆叶梅花发育相关MADS-box基因克隆和表达模式研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：榆叶梅是蔷薇科李属的八倍体物种,是我国重要的观花灌木之一,其花型丰富,重瓣程度变化极大。前人研究表明MADS-box家族基因是植物花器官发育过程中关键的调控基因,并提出了经典的ABC(D)E模型。目前,榆叶梅花发育相关研究鲜有报道,MADS-box家族基因在榆叶梅花器官发育中的分子调控机制尚不明确。因此,本研究参照拟南芥、金鱼草及榆叶梅近缘种桃、梅等物种的MADS-box基因研究成果,通过同源克隆方法从3个重瓣程度不同的榆叶梅品种‘大花紫’、‘复瓣跳枝’和‘含胭’中得到10个花发育相关的MADS-box基因,并采用实时荧光定量PCR对PtAP1、PtAP3、PtP和PtAG的表达模式进行了研究。此外,本研究从9个候选内参基因中筛选出适合用于榆叶梅花发育研究的内参基因PtRPL13。主要结果如下：1.通过同源克隆获得11个TypeⅡ型MADS-box基因,其中3个A类基因PtAP1、PtFUL1和PtFUL2,3个B类基因PtAP3、PtAP3-2和PtPI,1个C类基因PtAG,4个E类基因PtSEP2、PtSEP3、PtSEP3-2和PtSEP4。序列分析表明,每个基因在品种内均存在碱基同义突变、错义突变、插入、缺失等,因此每个基因在同一品种中拥有多个等位基因,在不同品种间每个基因变异位点存在差异。对所有序列的保守基序进行分析,结果表明碱基插入和碱基缺失可能导致基因结构改变。2.选定内参候选基因9个,即Pt18SRNA、PtTEF2、PtACTIN、PtGAPDH、PtEF 1-α-1、PtEF 1-α-2、PtEF 1-α-3、PtRPL13和PtRP Ⅱ。采用实时荧光定量PCR检测3个品种不同花芽分化时期和不同花器官部位各候选基因的表达量,筛选出适用于不同榆叶梅品种花器官发育研究的内参基因PtRPL13。3.对PtAP.1、PtP1、PtAP3和PtAG表达模式分析结果表明：B类基因PtAP3和PtPI在‘大花紫’花萼中存在异位表达,但其花萼表型并未发生改变。‘复瓣跳枝’和‘含胭’重瓣花形成机制存在差异,‘复瓣跳枝’重瓣花形成可能主要由PtAP1\ PtAP3和PtAG的异位表达及PtPI外延表达引起,而PtAP1、PtPI和PtAG的外延表达及PtAP3的异位表达可能是导致‘含胭’重瓣花形成的主要原因。本研究从分子水平上对不同品种榆叶梅花发育进行研究,结果表明MADS-box家族基因在榆叶梅花发育过程中起关键调节作用,为榆叶梅的瓣性育种等提供了理论指导依据。
【关键词】：榆叶梅 花发育 MADS-box基因 内参基因 表达模式
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S685.99
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 1 引言10-20
• 1.1 榆叶梅研究进展10
• 1.2 花瓣起源的研究进展10-11
• 1.3 花发育相关MADS-box基因研究进展11-17
• 1.3.1 MADS-box基因结构11-12
• 1.3.2 花发育相关MADS-box基因研究进展12-15
• 1.3.3 MADS-box基因对重瓣花形成的作用15-17
• 1.4 本研究切入点17-20
• 1.4.1 本研究的目的意义17
• 1.4.2 本研究内容17-18
• 1.4.3 本研究技术路线18-20
• 2 榆叶梅MADS-box基因克隆20-38
• 2.1 实验材料与方法20-25
• 2.1.1 实验材料20-21
• 2.1.2 实验方法21-25
• 2.2 结果与分析25-36
• 2.2.1 总RNA提取与质量检测25-26
• 2.2.2 基因序列分析26-36
• 2.3 讨论36-38
• 3 适合榆叶梅不同品种花发育研究的内参基因筛选38-58
• 3.1 实验材料与方法38-43
• 3.1.1 实验材料38-39
• 3.1.2 实验方法39-43
• 3.2 结果与分析43-56
• 3.2.1 3个榆叶梅品种花芽分化研究43-48
• 3.2.2 引物筛选48-49
• 3.2.3 内参基因表达分析49-56
• 3.3 讨论56-58
• 4 榆叶梅MADS-box基因表达模式分析58-70
• 4.1 实验材料与方法58-59
• 4.1.1 实验材料58
• 4.1.2 实验方法58-59
• 4.2 结果与分析59-66
• 4.2.1 引物筛选59-60
• 4.2.2 PtAP1时空表达模式60-62
• 4.2.3 PtAP3/PtPI时空表达模式62-65
• 4.2.4 PtAG时空表达模式65-66
• 4.3 讨论66-70
• 5 结论与展望70-72
• 5.1 结论70
• 5.2 展望70-72
• 参考文献72-80
• 附录80-104
• 个人简介104-106
• 导师简介106-108
• 获得成果目录108-110
• 致谢110

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