烟草分枝异常类型突变体基因鉴定及相关家族分析

发布时间：2020-07-08 19:10

【摘要】：植物分枝发育过程受环境及遗传因素的共同调控,影响分枝发育的基因多,机理复杂。目前烟草分枝发育的分子调控机理尚不明确。本研究选用T-DNA激活标签构建的分枝异常类型烟草突变体材料,采用FPNI方法获得侧翼序列,以烟草基因组为参考筛选插入位点及插入位点旁侧基因,通过半定量PCR分析基因表达情况,进而确定突变的基因,并开展相关基因家族的生物信息学分析。获得的主要结果如下:(1)对田间种植的T2、T3代T-DNA激活标签插入分枝异常类型烟草突变体材料,进行性状调查。对遗传T1代分枝异常类型的烟草突变性状且表型变化较为一致的9个T2代株系,以及遗传T2代突变性状且表型变化较为一致的2个T3代株系进行了单株侧翼序列扩展比对;通过对插入位点基因同源蛋白的比对,确定T-DNA插入的插入位点,对插入位点确定的株系单株进行基因型鉴定,株系都有基因型分离现象;并搜索插入位点上下游100k附近的基因,推测出引起分枝异常突变的基因属于B3超家族。(2)ARF家族是B3超家族的一个亚家族。目前在普通烟草基因组中共得到50个ARF基因成员,其基因结构相对复杂,一般含有10个外显子。亚细胞定位预测结果表明,少数ARF蛋白定位到线粒体或叶绿体,大多数未检测到定位信号。普通烟草22条染色体含有ARF基因。转录组数据分析表明,ARF基因具有不同的组织表达模式,部分基因表现出组织特异性。(3)普通烟草中B3超家族的基因还没完全确定,本研究选取普通烟草的近亲种番茄,对番茄中B3超家族进行分析。番茄基因组中确定了97个B3超家族基因。番茄B3超家族分为LAV、ARF、RAV和REM四个亚家族,每个亚家族中的数量分别为4、22、9和62个,且在进化树中形成明显不同的分支,每个亚家族都进行了系统进化和结构域分析;番茄12条染色体都含有B3超家族基因;11个成员的表达模式表明,B3超家族同一亚家族成员也具有不同的时空表达模式;在干旱、盐和高温胁迫处理下,部分成员响应强烈并且响应不同的外界信号;而对于ABA处理响应非常弱。(4)另一与分枝发育相关的LBD家族,在普通烟草基因组中共有98个LBD基因成员,其基因结构相对简单,一般含有1-3个外显子。LBD基因家族分成I和II大类,两类均含有CX2CX6CX3C保守结构域,但II类不含有LX6LX3LX6L形成的“卷曲螺旋”二级结构,根据与拟南芥LBD蛋白构建的系统发育树细分成5个亚家族(Ia、Ib、Ic、Id和II)。普通烟草23条染色体含有LBD家族基因;将普通烟草LBD基因与表达序列标签(EST)比对,发现36个基因有EST证据;EST、芯片数据和转录组数据分析表明:LBD基因具有不同的组织表达模式,部分基因表现出组织特异性。
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S572;Q943.2

【参考文献】