【摘要】：蕓芥(Eruca sativa Mill.)為孢子體自交不親和植物,具有優(yōu)異的抗逆能力,是十字花科作物育種的重要優(yōu)良基因資源。自交親和性可以使植株在自然狀況下實(shí)現(xiàn)自交,利于其攜帶的有益基因的保留和累加,從而使植物自身的抗逆性增強(qiáng),提高產(chǎn)量;并且還有利于選育優(yōu)良自交系、利于種質(zhì)保純,增加品種的穩(wěn)定性,延長(zhǎng)種子的使用壽命。因此,研究已發(fā)現(xiàn)的蕓芥自交親和基因資源遺傳機(jī)制以及克隆控制自交親和性的特異基因在生物學(xué)和育種等方面具有重要意義。本研究以蕓芥自交親和系(Self-compatibility,SC)和自交不親和系(Selfincompatibility,SI)開(kāi)花前與開(kāi)花后的花藥和柱頭為材料,采用14對(duì)引物組合進(jìn)行mRNA差異顯示PCR(Differential Display Reverse Transcription PCR,DDRT-PCR)分析,以分離、克隆蕓芥自交親和基因;對(duì)部分差異片段進(jìn)行了表達(dá)模式分析,以分析相關(guān)基因在蕓芥親和性調(diào)控中的作用機(jī)制;繼而采用RACE技術(shù)克隆了候選基因果膠酸裂解酶的全長(zhǎng)cDNA,并構(gòu)建了植物表達(dá)載體。取得的主要結(jié)果與結(jié)論如下:1.在蕓芥近等基因系SI和SC間篩選得到了11條差異片段。這些差異表達(dá)基因包含木葡聚糖半乳糖基轉(zhuǎn)移酶、DnaJ伴侶蛋白、果膠酸裂解酶家族蛋白、40S核糖體蛋白s19-1和假設(shè)蛋白等。2.首次在蕓芥花藥中發(fā)現(xiàn)并克隆得到了全長(zhǎng)為1657bp的果膠酸裂解酶(pectate lyase,PL)基因序列,命名為EsPL。其完整開(kāi)放閱讀框(Open Read Frame,ORF)為1371bp,編碼456個(gè)氨基酸。3.EsPL基因編碼蛋白質(zhì)的特性分析表明,EsPL的等電點(diǎn)為9.42,蛋白質(zhì)相對(duì)分子量為51.179kD,EsPL為親水性蛋白;EsPL基因編碼的蛋白存在信號(hào)肽,是一個(gè)分泌蛋白。N端有一個(gè)跨膜蛋白;二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)結(jié)果顯示,EsPL包含24.56%的α螺旋,29.61%的延伸鏈,13.16%的β-轉(zhuǎn)角和32.68%的無(wú)規(guī)則卷曲。系統(tǒng)發(fā)生樹(shù)分析發(fā)現(xiàn),蕓芥EsPL基因與十字花科蕓薹屬植物甘藍(lán)型油菜(CDY09356.1)、白菜型油菜(XP_009129128.1)的PL基因親緣關(guān)系更近。4.成功構(gòu)建了蕓芥EsPL基因植物表達(dá)載體,為進(jìn)一步研究蕓芥EsPL基因的亞細(xì)胞定位和瞬時(shí)表達(dá)以及在白菜型油菜中的轉(zhuǎn)化表達(dá)奠定了基礎(chǔ)。5.首次在蕓芥自交親和系柱頭中獲得分子伴侶蛋白DnaJ同源基因esAtJ3。該基因含有一個(gè)長(zhǎng)度為297bp的完整開(kāi)放閱讀框,編碼98個(gè)氨基酸殘基,含有一個(gè)DnaJC保守結(jié)構(gòu)域,屬于植物DnaJ超家族。esAtJ3基因無(wú)信號(hào)肽,是一個(gè)親水性蛋白;二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)表明esAtJ3基因主要由不規(guī)則卷曲和α螺旋組成。將esAtJ3基因與原核表達(dá)載體pET32a相連構(gòu)建重組載體pET32a-esAtJ3,把重組載體轉(zhuǎn)入大腸桿菌BL21(DE3)中,用IPTG誘導(dǎo)重組菌,經(jīng)SDS-PAGE電泳分析,獲得分子量約為31kD的重組esAtJ3蛋白。6.表達(dá)模式分析表明,木葡聚糖半乳糖基轉(zhuǎn)移酶基因在SC開(kāi)花前柱頭中表達(dá)量最大;SC8假設(shè)蛋白在蕓芥SC開(kāi)花后花藥中表達(dá)量最大;esAtJ3基因在蕓芥SC開(kāi)花前柱頭中表達(dá)量較高;EsPL在蕓芥開(kāi)花后SC花藥中的表達(dá)量顯著高于SI花藥中表達(dá)量,初步推測(cè)這些差異基因可能在蕓芥SI和SC性狀調(diào)控過(guò)程中發(fā)揮重要作用。
【學(xué)位授予單位】：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：Q943.2

【參考文獻(xiàn)】

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1 舒慶艷;徐夙俠;金治平;楊永芳;劉公社;;mRNA差異顯示技術(shù)分離羊草基因體外培養(yǎng)過(guò)程中特定基因及特性分析[J];草業(yè)學(xué)報(bào);2007年05期

2 吳能表,徐光德,唐于婷,朱利泉,王小佳;自交不親和甘藍(lán)的花粉萌發(fā)與花柱內(nèi)保護(hù)酶活性變化[J];西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2004年05期

3 婁沂春,董海濤,李德葆;水稻葉綠體 ATP合成酶基因轉(zhuǎn)錄豐度受赤霉素誘導(dǎo)調(diào)節(jié)[J];中國(guó)水稻科學(xué);2001年01期

4 張義平,陳學(xué)峰,熊建華,華揚(yáng),李陽(yáng)生;水稻雜種超親表達(dá)26S蛋白酶體亞基基因OsHL1的克隆和分析[J];中國(guó)水稻科學(xué);2004年06期

5 何余堂,馬朝芝,馬勇,孟良玉,涂金星,傅廷棟;PCR步行法克隆油菜自交不親和基因[J];中國(guó)油料作物學(xué)報(bào);2004年04期

本文編號(hào)：2804640