白菜类作物开花时间相关基因BraA.FLM.a的表达分析及CAPS标记开发

发布时间：2020-04-11 15:15

【摘要】：适当的开花时间对于植物成功繁衍后代是至关重要的。在感知并整合内源信号和环境信号的过程中涉及到复杂的调控因素,如内源激素、光周期、环境温度等。在拟南芥上,FLM是环境温度通路中调控开花的关键基因,FLM的两个主要的剪接变体FLM-β和FLM-δ可以竞争性的和开花抑制因子SVP结合。SVP-FLM-β复合物主要在低温下形成来抑制早开花,而SVP-FLM-δ结合物在高温条件下结合DNA时受损从而间接地促进FT和SOC1的表达而促进开花。白菜类作物(Brassica rapa)主要包括大白菜(B.rapassp.pekinensis)、菜心(B.rapassp.parachinensis)、不结球白菜(B.rapa ssp.chinensis)、芜菁(B.rapassp.rapa)和油用类型(B.rapassp.oleifera),属于芸薹属(Brassica)重要经济类型作物。本研究主要利用测序、组织表达、亚细胞定位和CAPS标记分析五个不同温度(16、20、24、28和32℃)处理四种代表性的白菜类作物(菜心、大白菜、油莱和不结球白菜)的基因BraA.FLM.a和相关开花基因。研究结果如下:1.四份材料在五个温度处理下的开花时间有所不同,尤其在CX-5上,28℃和32℃条件下可以使其早开花。在16℃处理后7天的CX-58和YS-143中扩增出BraA.FLM.a的四种选择性剪接SPD1、SPD2、SPD3和SPD4。通过幼嫩叶的组织表达分析,结果表明从16℃到32℃温度变化范围内,其四种选择性剪接模式在CX-58、CC-94和YS-143表达水平随着温度的升高而增加。而在PC-Glu材料上,SPDs的表达模式是有所不同,SPDs的转录水平在24℃后才开始随着温度的增加而增加,直到28℃时达到最高,之后稳定不变。进一步分析了开花时间与四种选择性剪接的相关性。BraA.FLM.a的四种选择性剪接与 CX-58(r=0.50-0.68,p≤0.01)和 YS-143(r=0.38-0.68,p≤0.01)的开花时间显著性相关。更进一步分析了 SPD1/SPD4与开花时间的相关性结果显示仅仅CX-58(r=0.814,p≤0.05)和 YS-143(r=0.959,p≤0.01)的开花时间与 SPD1/SPD4 显著性相关,CC-94和PC-Glu的开花时间与SPD1/SPD4并无显著性相关。故BraA.FLM.a的选择性剪接与白菜类作物开花时间相关。对于CX-58来说,SPD1主要在低温条件下起作用而SPD4可能在高温条件下起主要作用。亚细胞定位显示不同的选择性剪接其蛋白的位置也有所不同。2.通过调查亲本早开花油用型Yellow sarson和晚开花芜菁vegetableturnip的开花时间和F2群体的开花时间,发现两亲本的开花时间存在显著性差异。在突变位点T-A处开发出了 CAPS标记BraA.FLM.a-NlaⅢ。在136份F2分离群体上进行此CAPS标记的验证后,发现BraA.FLM.a基因的CAPS标记BraA.FLM.a-NlaⅢ与开花时间表型显著相关;该标记可以用作开花时间的分子选择辅助育种。
【图文】：

图１－１拟南芥中主要调控开花的路径示意图（张艺能等．，２０１４）逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｔｈｅ邋ｍａｉｎ邋ｒｅｇｕｌａｔｅｄ邋ｐａｔｈｗａｙ邋ｏｆ邋ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ邋ｉｎ邋Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ邋ｔｈａｌｉａｎ邋（Ｚｈａｎｇ邋Ｙｉｎｅｎｇ邋ｅｔ逡逑ａｌ．，２０１４）逡逑

下的^u花时间基本上没有什么差异性。而ＣＸ－５８在不同温度下的开花时间的变化较大逡逑从４０天到６５天。通过单因素方差分析ＣＸ－５８在１６、２０°Ｃ与２８、３２°Ｃ相比有显著逡逑性差异（图２－１）。在晚^u花材料ＣＣ－９４和ＰＣ－Ｇｌｕ上，不同温度间开花时间有所不同但逡逑是并没有显著性的差异。这些结果表明温度对开花时间是有影响的，但是不同的材料逡逑影响是不同的，高温可以延迟ＣＸ－５８开花。逡逑［＾■ＴＦｃ逡逑２００邋＿邋■邋２0°ｃ逦ｍ－＼邋ｎ逡逑ｉ邋ｇＥ邋ｈｉ邋Ｕ逡逑ＹＳ－１４３逦ＣＸ－５８逦ＣＣ－９４逦ＰＣ－Ｇｌｕ逡逑图２－ｌ四种生态类型不同温度处理下的开花时间逡逑（纵坐标表示开花时间，横坐标表示四种生态类型，星号（＊）则表示显著性相关（Ｐ＜邋０．０５）。误逡逑差线是用标准误表示的逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ邋ｔｉｍｅ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋４邋ｍｏｒｐｈｏｔｙｐｅｓ邋ｕｎｄｅｒ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ邋ｔｈｅ邋ｒａｔｉｏｎ邋ｏｆ逡逑ＳＰＤ１／ＳＰＤ４逡逑（Ａ）邋Ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ邋ｔｉｍｅ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋４邋ｇｅｎｏｔｙｐｅｓ邋ｕｎｄｅｒ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ．邋Ｔｈｅ邋ｙ－ａｘｉｓ邋ａｎｄ邋ａｂｓｃｉｓｓａ逡逑ｒｅｐｒｅｓｅｎｔ邋ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ邋ｔｉｍｅ邋ａｎｄ邋ｃｕｌｔｉｖａｒｓ，，邋ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．邋Ａｓｔｅｒｉｓｋｓ邋（＊）邋ｉｎｄｉｃａｔｅ邋ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ邋ｄｉｔＴｅｒｅｎｃｅｓ邋（Ｐ邋＜逡逑０．０５），邋ａｎｄ邋ｔｈｅ邋ｅｒｒｏｒ邋ｂａｒｓ邋ｒｅｐｒｅｓｅｎｔ邋ｔｈｅ邋ｓｔａｎｄａｒｄ邋ｅｒｒｏｒ．邋（Ｂ）邋Ｔｈｅ邋ｅｘ
【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S634

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本文编号：2623735