玉米光敏色素基因的克隆与苗期光暗条件下表达分析
本文关键词：玉米光敏色素基因的克隆与苗期光暗条件下表达分析 出处：《沈阳农业大学》2017年硕士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：玉米(ZeamayL.)不同品种基因型间存在着光敏感性差异,而光敏色素对于不同类型玉米种质的光敏感性起到决定性作用。它通过响应红光(R)和远红光(FR)的变化,参与种子萌发、叶片伸展茎伸长、成花诱导、避荫作用及幼苗去黄化等重要发育过程的调控。本研究根据已完成测序的玉米B73光敏色素基因序列设计引物,获得不同光温敏感型玉米的PhyA1、PhyA2、PhyB1、PhyB2和PhyC1、PhyC2基因序列,分析其不同光敏色素基因编码的氨基酸序列和结构域,并与其他植物的光敏色素基因进行序列比对,分析它们之间的同源关系;利用实时荧光定量PCR技术分析不同光敏感型品种光敏色素基因的表达规律,明确其在不同光、暗和补光处理下的表达模式,对于解析不同玉米品种存在不同光敏感性具有重要意义。主要结果如下:(1)对两类不同光敏感型玉米品种光敏色素基因序列进行比对,未发现大片段插入或缺失仅发现少量SNP(单核苷酸多态性),比对编码的氨基酸序列也仅有少量差异位点。植物的光敏色素蛋白可以分为N端感光区域和C端光传递区域,与已测序完成的B73氨基酸序列相比,其它5个供试材料PhyA1的C端光传递区域中均有一个差异位点;光敏感型玉米CML288 PhyB1的N末端感光区域有6处差异位点;而PhyC1中的N末端感光区域有2个差异位点,分别存在于光敏感性不同的玉米CML288和黄早4中,推测以上差异改变可能与CML288和黄早4对光敏感性不同的原因有关。(2)对玉米光敏色素基因与拟南芥、水稻、高粱、谷子和亚麻的光敏色素基因氨基酸序列进行比对和遗传进化树分析表明,单子叶植物和双子叶植物的光敏色素各自聚为一类。玉米与高粱的同源关系相对较近,且二者间的遗传距离要高于玉米中两个光敏色素同源基因之间的遗传距离;玉米的光敏色素与水稻、谷子的光敏色素同源性相对较远。(3)对不同光暗处理条件下光敏感型CML288和光不敏感型B73、黄早4叶片中的光敏色素基因表达情况进行分析,光照下PhyA在黄早4中的表达量要明显高于B73和CML288,而在黑暗条件下几乎不表达;持续黑暗条件下PhyB在黄早4和CML288中几乎不表达,但补光24h后,PhyB1在黄早4中的表达量有大幅度回升,而PhyB2在CML288中有较大程度回升。黄早4的PhyC在光照下的表达量高于黑暗下,表明PhyC的表达与原产地的维度有关,并且这种变化会影响光敏感性和成熟期。在24小时补光后CML288的表达量明显高于光暗处理下的表达量。从不同光敏感性品种间的光敏色素基因表达情况来看,在不同光照条件下,其表达情况也有所不相同。PhyA、PhyB和PhyC主要在光照条件下表达。在光温不敏感型玉米黄早4中,PhyA1、PhyC1在光照条件下的表达水平要高于黑暗条件下的表达水平,且相较于其它供试品种其表达量最氋。PhyB1主要在CML288中表达且对其去黄化作用有一定影响。光敏色素基因在叶部位的表达水平与根部组织的表达水平并无明显差异。综上所述,玉米的光敏素基因与高粱的同源关系相对较近,且二者间的同源关系要高于玉米中两个光敏色素同源基因之间的同源关系。不同光敏感型玉米品种的光敏色素基因在氨基酸序列上有少量差异位点,且在不同光暗条件下的表达水平有所不同,但这是否是不同品种玉米具有不同光敏感性的原因还需要进一步研究。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：Q943.2;S513
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，本文编号：1381590
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