甘蓝型油菜转录因子FUSCA3的功能分析

发布时间：2020-11-11 13:58

　　 油菜作为我国重要的粮油作物,大幅度提高菜籽油产量以增加食用油的自给率,是国家的重大需求。目前植物的种子中油脂形成的分子生物学机制及其代谢调控机理已经有了初步研究,转录因子因其有多个靶基因而成为新的研究热点,而FUSCA3(FUS3)转录因子调控油脂合成的作用方式和调控机理仍不明了。本研究从“湘油15”中克隆到BnaFUS3基因并分析其功能,主要研究结果如下:(1)从“湘油15”中克隆到BnaFUS3基因的两个拷贝BnaA2.FUS3和BnaA6.FUS3的CDS区序列,分别长为927bp、948bp,编码309、315个氨基酸,两拷贝的氨基酸序列变异多发生在C端。BnaA2.FUS3、BnaA6.FUS3属于含B3结构域的蛋白家族,是具有亲水性蛋白,无跨膜区,均是膜外蛋白。系统进化树分析,BnaA2.FUS3、BnaA6.FUS3两者都是BraFUS3和AtFUS3的同源基因。(2)荧光定量PCR分析,BnaA2.FUS3在根、茎、叶、角果皮中均有表达,在种子中相对稳定表达,但在角果皮25d达到峰值;BnaA6.FUS3在种子中稳定高表达,在35d为峰值;两者在角果皮中表达量均呈“M”形趋势。分析脂肪酸积累规律与BnaFUS3表达关系,发现授粉30d后,BnaA2.FUS3和BnaA6.FUS3表达迅速升高,此时各脂肪酸也进入快速增长期;授粉后45d-50d时,两拷贝表达量变化较小,脂肪酸积累亦进入缓慢增长期,并趋于平稳。表明BnaFUS3在甘蓝型油菜的胚胎形成和发育中具有重要影响,对脂肪酸的合成和油脂积累起到重要作用。(3)非生物逆境胁迫分析,6-BA、干旱和高温(40℃)胁迫条件下,能够诱导和促进BnaFUS3基因的表达,其中6-BA对BnaA6.FUS3的诱导大于BnaA2.FUS3,干旱对BnaA2.FUS3的诱导作用大于BnaA6.FUS3;盐胁迫,低温(4℃)环境下,抑制BnaFUS3的表达,其中短时间内盐胁迫对BnaA6.FUS3的抑制大于BnaA2.FUS3,低温处理对BnaA2.FUS3的抑制大于BnaA6.FUS3;ABA和水渍对BnaFUS3的表达影响波动较大。(4)BnaFUS3转化拟南芥分析,BnaFUS3促进油酸的积累,抑制软脂酸、亚油酸和亚麻酸的积累;其中BnaA2.FUS3促进油酸的积累作用大于BnaA6.FUS3,对抑制亚油酸积累作用亦大于BnaA6.FUS3;两者对硬脂酸和花生烯酸影响不大。(5)BnaFUS3基因转化甘蓝型油菜,通过组织培养获得阳性再生苗。
【学位单位】：湖南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S565.4
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 文章综述
    1.1 油菜生产现状
    1.2 油菜育种现状
        1.2.1 传统育种
        1.2.2 诱变育种
        1.2.3 生物技术育种
    1.3 植物转录因子
        1.3.1 转录因子与植物生长发育和抗性
        1.3.2 转录因子与油脂合成
    1.4 FUS3研究进展
    1.5 研究目的、意义和内容
        1.5.1 研究目的及意义
        1.5.2 研究内容
第2章 甘蓝型油菜FUS3基因的克隆和生物信息学分析
    2.1 材料与方法
        2.1.1 材料
        2.1.2 方法
    2.2 结果与分析
        2.2.1 BnaFUS3基因CDS序列的克隆
        2.2.2 BnaFUS3基因序列分析
        2.2.3 BnaFUS3氨基酸序列分析
        2.2.4 FUS3蛋白聚类分析
        2.2.5 BnaFUS3蛋白的理化性质分析
        2.2.6 BnaFUS3蛋白二级结构分析
第3章 甘蓝型油菜BnaFUS3基因的表达及其与脂肪酸组分关系
    3.1 材料与方法
        3.1.1 材料
        3.1.2 方法
    3.2 结果与分析
        3.2.1 荧光定量引物的筛选
        3.2.2 荧光定量PCR的扩增曲线和溶解曲线
        3.2.3 BnaFUS3基因相对表达分析
        3.2.4 甘蓝型油菜脂肪酸组分与BnaFUS3相关分析
第4章 甘蓝型油菜BnaFUS3基因的非生物逆境胁迫表达分析
    4.1 材料与方法
        4.1.1 材料
        4.1.2 方法
    4.2 结果与分析
第5章 甘蓝型油菜BnaFUS3基因的植物表达载体构建和拟南芥转化
    5.1 材料与方法
        5.1.1 材料
        5.1.2 方法
    5.2 结果与分析
        5.2.1 植物表达载体PBnaFUS3的构建
        5.2.2 农杆菌转化检测
        5.2.3 拟南芥转基因苗的检测
        5.2.4 转基因拟南芥种子脂肪酸组分分析
第6章 BnaFUS3基因转化甘蓝型油菜
    6.1 材料和方法
        6.1.1 材料
        6.1.2 方法
    6.2 结果与分析
        6.2.1 再生苗的获得
        6.2.2 转基因油菜检测
第7章 讨论与结论
    7.1 讨论
        7.1.1 甘蓝型油菜BnaFUS3基因的生物信息学分析
        7.1.2 甘蓝型油菜BnaFUS3基因的时空表达及其与脂肪酸的关系
        7.1.3 甘蓝型油菜BnaFUS3基因的非生物逆境胁迫
        7.1.4 BnaFUS3基因转化拟南芥及与脂肪酸关系
        7.1.5 BnaFUS3基因转化甘蓝型油菜再生苗的获得
    7.2 结论
    7.3 创新点
    7.4 下一步研究工作计划
参考文献
附录
致谢
作者简介

【参考文献】

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本文编号：2879273