紫叶油菜硫同化还原酶基因APR2的克隆及在拟南芥中的遗传转化
发布时间：2021-10-24 10:07
紫叶油菜品系XY-PL是通过甘芥杂交获得的一个高世代重组自交系,其紫叶表型稳定、花青素含量高、主要农艺性状良好,是一个潜在的高花青素育种的中间材料。为探讨XY-PL紫叶表型与硫同化代谢关键酶APR2的关系,采用同源克隆法分别克隆了XY-PL和绿叶油菜品种中双11号（ZS11）的APR2基因,共获得3条差异序列,分别命名为PL-APR2、GL-APR2.1和GL-APR2.2。序列分析表明,它们均由4个外显子和3个内含子组成,其编码产物均具有典型的叶绿体转运肽序列,序列之间的一致性为98.2%～99.1%,在系统进化关系上与十字花科植物来源的APR2亲缘关系最近。相对于GL-APR2.1和GL-APR2.2,PL-APR2在叶绿体转运肽转运功能区存在3个氨基酸残基（51SLK53）缺失,可能影响其前体蛋白的跨膜转运,进而影响硫的同化与利用效率。在拟南芥中过表达结果表明,PL-APR2转基因株系在T0—T2代均未表现出紫叶表型,可能与转化受体材料内存在野生型AtAPR2有关。下一步将采用拟南芥apr2突变体作为遗传转化受体进行继续验证,并将对其叶...
【文章来源】：河南农业科学. 2020,49(02)北大核心
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
紫叶油菜XY-PL叶片颜色及上表皮显微观察
分析XY-PL和ZS11叶片4种主要色素含量(图2)发现,XY-PL总色素含量平均为2.434 mg/g,其中花青素含量平均为0.862 mg/g(占总色素含量的35.41%),叶绿素a含量平均为0.905 mg/g(37.17%),叶绿素b含量平均为0.281 mg/g(11.54%),类胡萝卜素含量平均为0.387 mg/g(15.88%),而ZS11的总色素含量为2.057 mg/g,上述4种色素含量分别为0.025 mg/g(1.22%)、1.212 mg/g(58.92%)、0.380 mg/g(18.47%)、0.440 mg/g(21.39%)。 XY-PL叶片中的平均花青素含量约为ZS11的34.5倍,其中PL2植株花青素含量最高,达1.816 mg/g。2016年,在大田常规种植条件下,选取了10株XY-PL植株进行了农艺性状和产量性状考察。结果表明,XY-PL株型紧凑,株高为156.78 cm,主花序长度为38.56 cm,一次有效分枝数为10.68个,有效分枝高度为58.34 cm,角果长度为5.84 cm,每角粒数为10.82粒,千粒质量为4.44 g,单株产量为28.53 g。从产量性状结果来看,XY-PL的多个性状指标均接近于当前的一些优良甘蓝型油菜品种,如1.6 m左右的株高、10个左右的一次有效分枝数、4 g左右的千粒质量,但其主花序长度、每角粒数、单株产量等指标仍偏低。
从图5可知,本研究克隆的3条APR2序列与拟南芥、油菜、萝卜、荠菜等十字花科的APR2处于同一进化分支,说明它们在进化上具有较近的亲缘关系;而单子叶来源的APR和双子叶来源的分处于同级平行进化分支[香樟(Cinnamomum micranthum f.kanehirae)例外]。图5还表明,不同物种的同种APR同工酶的进化亲缘关系比同一物种的不同APR同工酶间的亲缘关系更近。2.3 拟南芥APR2转基因株系鉴定及叶色观察
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种自交系油菜紫叶性状遗传及相关表型分析[J]. 张宏,李刚,赵福永. 农家参谋. 2019(11)
[2]甘蓝型油菜与野生芥菜型油菜杂交子代的遗传分析[J]. 赵福永,鲁军雄,黄杰. 安徽农业科学. 2011(02)
[3]水稻不同发育时期高光谱与叶绿素和类胡萝卜素的变化规律[J]. 唐延林,黄敬峰,王人潮. 中国水稻科学. 2004(01)
[4]核编码叶绿体蛋白中的转运肽[J]. 吴光耀. 植物生理学通讯. 1991(03)
本文编号：3455089
【文章来源】：河南农业科学. 2020,49(02)北大核心
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
紫叶油菜XY-PL叶片颜色及上表皮显微观察
分析XY-PL和ZS11叶片4种主要色素含量(图2)发现,XY-PL总色素含量平均为2.434 mg/g,其中花青素含量平均为0.862 mg/g(占总色素含量的35.41%),叶绿素a含量平均为0.905 mg/g(37.17%),叶绿素b含量平均为0.281 mg/g(11.54%),类胡萝卜素含量平均为0.387 mg/g(15.88%),而ZS11的总色素含量为2.057 mg/g,上述4种色素含量分别为0.025 mg/g(1.22%)、1.212 mg/g(58.92%)、0.380 mg/g(18.47%)、0.440 mg/g(21.39%)。 XY-PL叶片中的平均花青素含量约为ZS11的34.5倍,其中PL2植株花青素含量最高,达1.816 mg/g。2016年,在大田常规种植条件下,选取了10株XY-PL植株进行了农艺性状和产量性状考察。结果表明,XY-PL株型紧凑,株高为156.78 cm,主花序长度为38.56 cm,一次有效分枝数为10.68个,有效分枝高度为58.34 cm,角果长度为5.84 cm,每角粒数为10.82粒,千粒质量为4.44 g,单株产量为28.53 g。从产量性状结果来看,XY-PL的多个性状指标均接近于当前的一些优良甘蓝型油菜品种,如1.6 m左右的株高、10个左右的一次有效分枝数、4 g左右的千粒质量,但其主花序长度、每角粒数、单株产量等指标仍偏低。
从图5可知,本研究克隆的3条APR2序列与拟南芥、油菜、萝卜、荠菜等十字花科的APR2处于同一进化分支,说明它们在进化上具有较近的亲缘关系;而单子叶来源的APR和双子叶来源的分处于同级平行进化分支[香樟(Cinnamomum micranthum f.kanehirae)例外]。图5还表明,不同物种的同种APR同工酶的进化亲缘关系比同一物种的不同APR同工酶间的亲缘关系更近。2.3 拟南芥APR2转基因株系鉴定及叶色观察
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种自交系油菜紫叶性状遗传及相关表型分析[J]. 张宏,李刚,赵福永. 农家参谋. 2019(11)
[2]甘蓝型油菜与野生芥菜型油菜杂交子代的遗传分析[J]. 赵福永,鲁军雄,黄杰. 安徽农业科学. 2011(02)
[3]水稻不同发育时期高光谱与叶绿素和类胡萝卜素的变化规律[J]. 唐延林,黄敬峰,王人潮. 中国水稻科学. 2004(01)
[4]核编码叶绿体蛋白中的转运肽[J]. 吴光耀. 植物生理学通讯. 1991(03)
本文编号：3455089
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