大白菜早抽薹突变基因ebm3的克隆及表达特性分析
发布时间：2020-08-31 11:42
大白菜(Brassica rapa ssp.pekinensis)是一种起源于中国的蔬菜作物,具有较高的经济价值和营养价值。适时抽薹对大白菜生产和育种工作至关重要,但是未熟抽薹会对春结球大白菜生产造成严重影响,因此探究影响其抽薹开花的分子机制就变得尤为重要。本研究利用EMS诱变技术处理大白菜DH系‘FT’的种子,最终获得了一个稳定遗传的早抽薹突变体(ebm3);并基于改良的MutMap技术,定位了突变基因。主要包括以下四方面的研究结果:1.相较于野生型‘FT’,不经过春化处理的突变体ebm3在春秋两季栽培中均表现出明显的早抽薹特性,并伴随叶片向上卷曲的现象。遗传分析表明,突变体ebm3的早抽薹性状是由单隐性核基因控制的。2.以野生型‘FT’和突变体ebm3为亲本,构建F_2代分离群体,利用改良的MutMap方法定位突变基因。结果表明,由于A04染色体上的BraA04001706基因(该基因编码CURLY LEAF转录因子,是一个重要的H3K27甲基转移酶)发生了单碱基突变(C→T),使得密码子由TCT变成TTT,进而产生S→F(丝氨酸→脯氨酸)的非同义突变,最终导致了早抽薹现象的发生。3.荧光定量分析表明,该突变基因在花和蕾上的表达量十分显著,而在茎中表达量极低。构建启动子融合GUS载体,通过蘸花法转化到拟南芥后,GUS组织化学染色法说明该基因的启动子能够启动基因在花、蕾、叶和荚中的表达。构建pBWA(V)HS-LZY-GLosgfp融合表达载体,通过PEG介导法转入拟南芥原生质体,亚细胞定位结果表明该基因的蛋白产物主要分布在细胞核上。4.茎尖生长点转录组测序表明,一共获得了1906个差异表达基因,与野生型相比,在突变体中有1079个上调表达的DEGs,有827个下调表达的DEGs。GO富集性分析和KEGG信号通路富集性分析的结果显示,分别有338条GO显著富集terms和20条显著代谢通路。其中,差异基因富集最多的前三个terms是质膜(GO:0005886)、叶绿体(GO:0009507)和细胞外区域(GO:0005576)。最后随机挑选12个基因利用qRT-PCR验证了转录组数据结果的可靠性。
【学位单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S634.1;Q943.2
【部分图文】：
图 1-1 拟南芥开花整合途径（Fornara et al., 2010）Fig. 1-1 Flowering integration pathway of Arabidopsis thaliana（Fornara et al., 2010）1.2 植物 EMS 诱变技术1.2.1 EMS 现状概述为了产生原本不存在于自然界中或者用普通方法无法获得的新基因、新性状、新个体等，人们开始采用各种诱变育种方法来处理植物材料，其中，化学诱变是诱变育种里最为常见一种方法，最为常见的诱变试剂是 EMS（Ethyl methane sulfonate）。目前，EMS在创建植物突变体上应用最广泛、效果最显著（孔德培等，2017）。1.2.2 EMS 诱变原理EMS 诱变是由于烷化剂本身携带活力较强的烷基，通过烷化反应使原本牢固的氢键发生变化。在生物反应进程中，很容易影响到 DNA 的复制，使其发生错配反应，一般产生 G→A 或 C→T 的突变，进而影响到 DNA 的二级结构以及后续功能。
图 1-2 RNA-seq 技术原理图Fig. 1-2 Principle of RNA-seq technology研究的目的与意义白菜（Brassica rapa ssp. pekinensis）原分布于中国华北，现广泛栽培与中重要的蔬菜作物。白菜类蔬菜为二年生蔬菜作物，抽薹为白菜类蔬菜固有。然而，未熟抽薹会严重影响春节球白菜的产量，同时也会影响其营养价
图 2-1 形态学观察（a）野生型'FT' （b）早抽薹突变体 ebm3Fig. 2-1 Morphological observation(a) wild type 'FT' (b) early bolting mutant ebm3的鉴定季种植的‘FT’由于没有经过低温处理，就这种情况），但 ebm3 在秋季栽培中却表现 ebm3 的抽薹特性，本试验对野生型和SD）、开花时间（FD）、开花当天株高群体的平均数作为最终结果。试验数据时间（FD）、和薹长 10 cm 天数（DE）花当天株高（PH）为 6 cm。以上数据明显，即 ebm3 能够在正常情况下发生明
本文编号：2808749
【学位单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S634.1;Q943.2
【部分图文】：
图 1-1 拟南芥开花整合途径（Fornara et al., 2010）Fig. 1-1 Flowering integration pathway of Arabidopsis thaliana（Fornara et al., 2010）1.2 植物 EMS 诱变技术1.2.1 EMS 现状概述为了产生原本不存在于自然界中或者用普通方法无法获得的新基因、新性状、新个体等，人们开始采用各种诱变育种方法来处理植物材料，其中，化学诱变是诱变育种里最为常见一种方法，最为常见的诱变试剂是 EMS（Ethyl methane sulfonate）。目前，EMS在创建植物突变体上应用最广泛、效果最显著（孔德培等，2017）。1.2.2 EMS 诱变原理EMS 诱变是由于烷化剂本身携带活力较强的烷基，通过烷化反应使原本牢固的氢键发生变化。在生物反应进程中，很容易影响到 DNA 的复制，使其发生错配反应，一般产生 G→A 或 C→T 的突变，进而影响到 DNA 的二级结构以及后续功能。
图 1-2 RNA-seq 技术原理图Fig. 1-2 Principle of RNA-seq technology研究的目的与意义白菜（Brassica rapa ssp. pekinensis）原分布于中国华北，现广泛栽培与中重要的蔬菜作物。白菜类蔬菜为二年生蔬菜作物，抽薹为白菜类蔬菜固有。然而，未熟抽薹会严重影响春节球白菜的产量，同时也会影响其营养价
图 2-1 形态学观察（a）野生型'FT' （b）早抽薹突变体 ebm3Fig. 2-1 Morphological observation(a) wild type 'FT' (b) early bolting mutant ebm3的鉴定季种植的‘FT’由于没有经过低温处理，就这种情况），但 ebm3 在秋季栽培中却表现 ebm3 的抽薹特性，本试验对野生型和SD）、开花时间（FD）、开花当天株高群体的平均数作为最终结果。试验数据时间（FD）、和薹长 10 cm 天数（DE）花当天株高（PH）为 6 cm。以上数据明显，即 ebm3 能够在正常情况下发生明
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1 王琳;大白菜早抽薹突变基因ebm3的克隆及表达特性分析[D];沈阳农业大学;2019年
本文编号：2808749
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