大白菜(Brassica rapa ssp.pekinensis)是一種起源于中國的蔬菜作物,具有較高的經濟價值和營養(yǎng)價值。適時抽薹對大白菜生產和育種工作至關重要,但是未熟抽薹會對春結球大白菜生產造成嚴重影響,因此探究影響其抽薹開花的分子機制就變得尤為重要。本研究利用EMS誘變技術處理大白菜DH系‘FT’的種子,最終獲得了一個穩(wěn)定遺傳的早抽薹突變體(ebm3);并基于改良的MutMap技術,定位了突變基因。主要包括以下四方面的研究結果:1.相較于野生型‘FT’,不經過春化處理的突變體ebm3在春秋兩季栽培中均表現出明顯的早抽薹特性,并伴隨葉片向上卷曲的現象。遺傳分析表明,突變體ebm3的早抽薹性狀是由單隱性核基因控制的。2.以野生型‘FT’和突變體ebm3為親本,構建F_2代分離群體,利用改良的MutMap方法定位突變基因。結果表明,由于A04染色體上的BraA04001706基因(該基因編碼CURLY LEAF轉錄因子,是一個重要的H3K27甲基轉移酶)發(fā)生了單堿基突變(C→T),使得密碼子由TCT變成TTT,進而產生S→F(絲氨酸→脯氨酸)的非同義突變,最終導致了早抽薹現象的發(fā)生。3.熒光定量分析表明,該突變基因在花和蕾上的表達量十分顯著,而在莖中表達量極低。構建啟動子融合GUS載體,通過蘸花法轉化到擬南芥后,GUS組織化學染色法說明該基因的啟動子能夠啟動基因在花、蕾、葉和莢中的表達。構建pBWA(V)HS-LZY-GLosgfp融合表達載體,通過PEG介導法轉入擬南芥原生質體,亞細胞定位結果表明該基因的蛋白產物主要分布在細胞核上。4.莖尖生長點轉錄組測序表明,一共獲得了1906個差異表達基因,與野生型相比,在突變體中有1079個上調表達的DEGs,有827個下調表達的DEGs。GO富集性分析和KEGG信號通路富集性分析的結果顯示,分別有338條GO顯著富集terms和20條顯著代謝通路。其中,差異基因富集最多的前三個terms是質膜(GO:0005886)、葉綠體(GO:0009507)和細胞外區(qū)域(GO:0005576)。最后隨機挑選12個基因利用qRT-PCR驗證了轉錄組數據結果的可靠性。
【學位單位】：沈陽農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：S634.1;Q943.2
【部分圖文】：

圖 1-1 擬南芥開花整合途徑（Fornara et al., 2010）Fig. 1-1 Flowering integration pathway of Arabidopsis thaliana（Fornara et al., 2010）1.2 植物 EMS 誘變技術1.2.1 EMS 現狀概述為了產生原本不存在于自然界中或者用普通方法無法獲得的新基因、新性狀、新個體等，人們開始采用各種誘變育種方法來處理植物材料，其中，化學誘變是誘變育種里最為常見一種方法，最為常見的誘變試劑是 EMS（Ethyl methane sulfonate）。目前，EMS在創(chuàng)建植物突變體上應用最廣泛、效果最顯著（孔德培等，2017）。1.2.2 EMS 誘變原理EMS 誘變是由于烷化劑本身攜帶活力較強的烷基，通過烷化反應使原本牢固的氫鍵發(fā)生變化。在生物反應進程中，很容易影響到 DNA 的復制，使其發(fā)生錯配反應，一般產生 G→A 或 C→T 的突變，進而影響到 DNA 的二級結構以及后續(xù)功能。

圖 1-2 RNA-seq 技術原理圖Fig. 1-2 Principle of RNA-seq technology研究的目的與意義白菜（Brassica rapa ssp. pekinensis）原分布于中國華北，現廣泛栽培與中重要的蔬菜作物。白菜類蔬菜為二年生蔬菜作物，抽薹為白菜類蔬菜固有。然而，未熟抽薹會嚴重影響春節(jié)球白菜的產量，同時也會影響其營養(yǎng)價

圖 2-1 形態(tài)學觀察（a）野生型'FT' （b）早抽薹突變體 ebm3Fig. 2-1 Morphological observation(a) wild type 'FT' (b) early bolting mutant ebm3的鑒定季種植的‘FT’由于沒有經過低溫處理，就這種情況），但 ebm3 在秋季栽培中卻表現 ebm3 的抽薹特性，本試驗對野生型和SD）、開花時間（FD）、開花當天株高群體的平均數作為最終結果。試驗數據時間（FD）、和薹長 10 cm 天數（DE）花當天株高（PH）為 6 cm。以上數據明顯，即 ebm3 能夠在正常情況下發(fā)生明

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1 王琳;大白菜早抽薹突變基因ebm3的克隆及表達特性分析[D];沈陽農業(yè)大學;2019年

本文編號：2808749