大蒜花器官发育相关MADS-box基因的功能分析

发布时间：2020-08-13 14:48

【摘要】：大蒜(Allium sativum L.)是重要的调味品,由于花芽的败育,不能形成具有花粉的花,也不能产生正常的种子。常规大蒜栽培品种只能通过鳞茎进行无性繁殖,这一现状导致大蒜的育种限制在组织培养、体细胞无性繁殖、诱导鳞茎等方法。由于不能够使用杂交手段进行培育新品种,造成了大蒜种质资源的大量浪费,不能够得到充分的利用。因此,对于大蒜育性的恢复将有利于其遗传性状的改变,培育出高产、辛辣、无病毒的绿色有机食品。本研究使用gateway技术进行了 5个基因过表达载体的构建,使用蘸花法侵染拟南芥验证基因功能,利用实时荧光定量PCR的方法对它们的表达水平进行了分析。阐明大蒜花器官发育相关MADS-box基因的功能。本研究的主要结果如下:1、大蒜花器官的实时定量PCR分析结果表明,AsAGL6基因在心皮和花瓣中表达量较其他花器官高,雄蕊中表达量最低。AsAG基因在雄蕊和心皮中表达量较高,萼片和花托中最低。AsSEP1在花托中表达最高,雄蕊中表达量最低。AsSEP3基因在花瓣、雄蕊和心皮中表达量较高。AsPI基因仅在花瓣和雄蕊中具有较高的表达。2、花发育不同时期的实时定量PCR分析结果表明,AsAGL6基因在F3时期表达量最高。AsAG基因在整个花器官的发育过程中表达量逐渐增加。AsSEP1基因在花器官原基表达最高。AsSEP3基因在F3时期表达量最高。AsPI基因在花器官发育成完整花的时候表达最高。3、利用Gateway技术分别构建了AsPI、AsAG、AsAGL6、AsSEP1、AsSEP3基因过表达载体。采用蘸花法使用农杆菌侵染Col-0型拟南芥,使用RT-PCR和GFP检测外源基因是否整合到植物染色体上,结果表明外源基因已成功整合到拟南芥基因组中,在转录水平上已经表达。对转基因株系的表型观察结果显示,AsAG基因具有使野生型拟南芥提前开花的作用。转AsPI基因拟南芥花瓣发育异常。转AsAGL6基因拟南芥雄蕊发育异常,出现4个雄蕊,种荚发育异常等现象。转AsSEP1基因拟南芥出现5花瓣4雄蕊的表型。转AsSEP3基因拟南芥出现5花瓣5雄蕊的表型。
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q943.2;S633.4
【图文】：

大蒜,营养器官,植物,二倍体

逡逑图１－２邋ＭＩＫＣ类植物ＭＡＤＳ－ｂｏｘ蛋白的结构域［４１］逡逑１．１．３花器官发育“ＡＢＣ”经典模型及修饰模型逡逑植物花的发生过程是由多种网络共同调控的、复杂的网络，典型被子植物的花是由逡逑四轮花器官组成，分别是萼片、花瓣、雄蕊和心皮。当有些花发育调控基因不能够正常逡逑表达的时候，就会产生异常的花器官，如，花瓣的增多、雄蕊的减少、心皮的增多等表逡逑型特征，而对于花器官调控的机制，目前尚不清楚［４８＞４９］。通过对于模式植物拟南芥和金逡逑鱼草的研究，提出了花器官发育“ＡＢＣ”经典模型。Ａ类基因（ＪＰ７）与逡逑（１Ｐ２）控制萼片的形成。Ｂ类基因户／幻见以汉（Ｐ／）与（１Ｐ３）逡逑与Ａ类基因共同控制花瓣的形成。Ｃ类基因ＪＧＪＭＯＷＳ邋Ｃ４Ｇ）与Ｂ类基因共同控制雄蕊的逡逑形成。Ｃ类基因独自控制心皮的产生。如上所述，花发育ＡＢＣ模型自２０年前提出以来得逡逑到了不断的改进和扩展［５（），５１］。主要是鉴定了四个５１五基因（ＳＥＰ／－ＳＥＰ４），它们逡逑以部分冗余的方式在花器官发育的所有器官中起作用

扫描电镜图像,大蒜,花芽,原基

分别对应拟南芥花的萼片和花瓣）、６个雄蕊和一个心皮。最初原基的形成中间有凸逡逑起部分，这一部分是大蒜花器官发育的关键区域，将来发育形成内部３个被片、６个雄逡逑蕊和一个心皮（图２－１邋Ｂ）。外部一圈组织部分细胞逐渐凋亡，形成外部三个被片，即正逡逑常花的萼片（图２－１邋Ｂ）。随着大蒜花原基的发育，我们观察到内部的原基凸起部分发育逡逑成６个凸起的原基，外层三个被片内的三个凸起为雄蕊发育原基，其他三个原基将来发逡逑育为内层被片和三个雄蕊（图２－１邋Ｃ）。随着６个内部花器官原基的进一步发育，我们观逡逑察到花器官的分化，内部被片处的原基分化为被片和雄蕊两种器官（图２－１邋Ｄ）。直到逡逑发育成完整的大蒜花芽（图２－１邋Ｆ）。逡逑Ｖ入＝Ｂ逡逑图２－１大蒜花芽各发育时期扫描电镜图像逡逑（Ａ）

扫描电镜图像,大蒜,心皮,雄蕊

【参考文献】