甘蓝开花调控基因FLC的克隆及其表达分析

发布时间：2017-06-16 09:12

  本文关键词：甘蓝开花调控基因FLC的克隆及其表达分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：甘蓝(Brassica oleracea L.)是重要的十字花科芸薹属蔬菜作物,通过低温春化可以诱导其开花,甘蓝属于绿体春化类型,在生产上,比较容易发生“未熟抽薹”或“先期抽薹”现象,给生产造成损失；而在育种上,为了缩短育种周期,加快育种进程获得品质优良的品种,需要植株提前抽薹开花。因此对甘蓝花期调控机制的研究在栽培生产和品种选育上都具有非常重要的意义。FLC是一个开花抑制基因,主要在植物茎尖和根尖分生组织表达,它编码一个MADS-box转录调节蛋白,在整个花期调控网络中发挥重要作用。对甘蓝FLC基因的研究,既有利于甘蓝开花时间调控的深入研究,又可以为芸薹属蔬菜的花发育研究提供借鉴。本实验以两种结球甘蓝(耐抽薹“黄苗”和易抽薹“ZQ”)为试验材料,利用已经公开的开花调控基因的保守序列设计同源引物,克隆到了开花抑制基因FLC,分别得到了两种甘蓝材料的5个FLC基因的cDNA序列,并利用实时定量PCR检测了两种甘蓝材料中的FLC基因的特异性表达。主要研究结果如下：1.开花抑制基因FLC的克隆与分析利用已经公开的开花时间基因的保守序列设计同源引物,从两种甘蓝材料茎尖总RNA反转录的第一链cDNA中扩增得到了5个FLC基因,分别命名为YBoFLC-1 (607bp)、YBoFLC-2 (607bp)、YBoFLC-3 (607bp)、YBoFLC-4 (608bp)、 YBoFLC-5 (608bp); ZBoFLC-1 (607bp)、ZBoFLC-2 (607bp)、ZBoFLC-3 (604bp)、 ZBoFLC-4 (607bp)、ZBoFLC-5 (604bp),其中BoFLC-3、 BoFLC-5的最大开放阅读框为591bp,可以编码196个氨基酸残基；BoFLC-I、BoFLC-2、BoFLC-4的最大开放阅读框为594bp,可以编码197个氨基酸残基。采用生物信息学的方法,利用MEGA等多种软件研究了甘蓝FLC蛋白与其他物种FLC蛋白的同源性和系统进化关系。还预测了甘蓝FLC蛋白的结构域、磷酸化位点、亲水性、信号肽、跨膜结构以及二级结构。结果表明,甘蓝BoFLC-1、 BoFLC-2、BoFLC-4与白菜BrFLC3、白菜BrFLC、芥菜BjFLC-like在同一进化枝上,亲缘关系最近。其与BoFLC-3、BoFLC-5亲缘关系比较近,与白芥SaFLC亲缘关系最远。甘蓝BoFLC蛋白属于MIKC型MADS蛋白,BoFLC-1、BoFLC-2、 BoFLC-4蛋白可能发生磷酸化的位点共有18个。其中,丝氨酸(Ser)15个,苏氨酸(Thr)2个,酪氨酸(Tyr)1个；而BoFLC-3、BoFLC-5蛋白可能发生磷酸化的位点共有14个。其中,丝氨酸(Ser)12个,苏氨酸(Thr)1个,酪氨酸(Tyr)1个。甘蓝BoFLC蛋白都属于亲水性蛋白,不含信号肽和跨膜结构,不属于胞外分泌蛋白或膜蛋白。二级结构均以α螺旋和随机卷曲为主。2.两种甘蓝材料中5个FLC基因的表达分析利用实时定量PCR技术分析了在低温处理下,两种甘蓝材料中5个FLC基因的表达情况。结果显示：两种甘蓝材料中的5个FLC基因表达趋势基本上一致,在低温处理第28d开始出现表达量下降的趋势,随着春化处理时间的延长表达量逐渐减少,在第42d表达量显著下降,并在春化临界期时几乎检测不到。其中BoFLC-3、BoFLC-5比BoFLC-1、BoFLC-2、BoFLC-4在第42d表达量下降剧烈。此外,耐抽薹甘蓝“黄苗”中的FLC基因的表达量比易抽薹甘蓝“ZQ”中的表达量高,随着低温处理时间的延长,“黄苗”中的FLC表达量下降幅度比“ZQ”小。
【关键词】：甘蓝 FLC 克隆 表达
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S635;Q943.2
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 第一章 文献综述9-23
• 1.1 开花遗传途径9-14
• 1.1.1 春化途径9-11
• 1.1.2 光周期途径11-12
• 1.1.3 自主途径12-13
• 1.1.4 赤霉素(GA)途径13-14
• 1.2 开花整合子及其表达特性14-16
• 1.2.1 Flowering locus T(FT)14-15
• 1.2.2 LEAFY(LFY)15
• 1.2.3 Suppressor of CO overexpression1(SOC1)15-16
• 1.3 开花抑制因子FLC16-18
• 1.3.1 FLC基因的作用模式17
• 1.3.2 FLC同源蛋白的研究进展17-18
• 1.4 MADS-box家族18-20
• 1.4.1 基因结构19
• 1.4.2 蛋白序列分析19-20
• 1.5 实时定量PCR技术20-23
• 1.5.1 实时定量PCR技术的研究进展20
• 1.5.2 实时定量PCR技术的应用20-23
• 第二章 引言23-25
• 第三章 材料与方法25-35
• 3.1 材料25-26
• 3.1.1 植物材料25
• 3.1.2 主要仪器25
• 3.1.3 菌株与载体25
• 3.1.4 主要生化试剂及试剂盒25-26
• 3.2 方法26-33
• 3.2.1 植物材料处理及取材26
• 3.2.2 总RNA提取26-27
• 3.2.3 cDNA第一链的合成27-28
• 3.2.4 引物设计28-30
• 3.2.5 开花调控基因FLC的PCR反应30
• 3.2.6 PCR产物回收30-31
• 3.2.7 目的片段的克隆及转化31-33
• 3.2.8 开花调控基因FLC的序列分析33
• 3.3 甘蓝开花调控基因FLC的Real-Time PCR分析33-35
• 第四章 甘蓝开花调控基因FLC的克隆与分析35-47
• 4.1 甘蓝茎尖总RNA的提取35
• 4.2 甘蓝FLC基因的克隆与序列分析35-47
• 4.2.1 甘蓝FLC基因的克隆35-37
• 4.2.2 甘蓝FLC基因的序列分析37-38
• 4.2.3 甘蓝FLC的生物信息学分析38-47
• 第五章 开花调控基因FLC在甘蓝中的表达分析47-55
• 5.1 甘蓝“黄苗”中FLC基因的表达分析47-49
• 5.2 甘蓝“ZQ”中FLC基因的表达分析49-51
• 5.3 甘蓝“黄苗”和“ZQ”中FLC基因的表达比较51-55
• 第六章 讨论55-59
• 第七章 结论59-61
• 7.1 成功克隆得到了两种甘蓝的5个FLC同源基因59
• 7.2 获得了两种甘蓝5个FLC基因的表达特性59-61
• 7.2.1 两种甘蓝5个FLC基因的表达特性59
• 7.2.2 两种甘蓝5个FLC基因的表达特性比较59-61
• 参考文献61-75
• 附录75-81
• 致谢81-83
• 在学期间发表论文83-85
• 在读期间参加的科研项目85

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 乔娜;汪虹;陈明杰;;草菇冷诱导基因Cor1在低温下表达变化的研究[J];菌物学报;2009年02期

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1 林瑞余;小麦化感作用及其根际生态学研究[D];福建农林大学;2008年

2 孙云;茶叶抗坏血酸过氧化物酶（APX）的生理学与分子生物学研究[D];福建农林大学;2009年

3 朱灿灿;银杏叶次生代谢产物的环境诱导机制及其调控[D];南京林业大学;2010年

4 张伟;花绒寄甲转录组测序及重要功能基因分析[D];西北农林科技大学;2014年

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本文编号：455007