發(fā)布時間：2017-04-13 12:11

  本文關鍵詞：甘藍型油菜開花調控基因BnFLC.A10和BnFTs的功能分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：開花是植物營養(yǎng)生長向生殖生長轉換后的關鍵步驟,也是農(nóng)作物最重要的農(nóng)藝性狀之一。開花是外界環(huán)境與植物內(nèi)在因子協(xié)同作用的結果。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,花期關系到農(nóng)作物適應性,適時開花是農(nóng)作物穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的前提。甘藍型油菜在進化和人工馴化過程中,依據(jù)不同的春化需求,形成了三種生態(tài)型:春性、冬性和半冬性。甘藍型油菜花期調控的分子機理研究有助于育種家對油菜環(huán)境適應性的認識,為培育優(yōu)良品種提供理論和實踐基礎。本研究通過基因表達分析和轉基因技術,分析了甘藍型油菜花期控制關建基因Bn FLC.A10和不同Bn FTs的表達和環(huán)境調控的關系。Bn FLC.A10是通過花期QTL圖位克隆獲取的候選基因,Bn FLC.A10啟動子中的MITE轉座子Monkey King對基因表達的影響和可能的調控模式以及在十字花科植物基因組進化中的作用,是研究的重點。甘藍型油菜基因組含有6個Bn FTs,本研究分析了Bn FTs在不同生態(tài)型油菜中表達差異以及對花期調控的功能,同時研究了Bn FTc過量表達對油菜植株構建和抗旱性的影響。主要結果如下:1.Bn FLC.A10是TN DH群體(冬性油菜Tapidor和半冬性油菜Ningyou7為親本)春環(huán)境特異的主效花期QTL的候選基因。春油菜Westar,在轉化了Tapidor的Bn FLC.A10后,在春環(huán)境或無春化處理的條件下,花期延遲,而在冬環(huán)境下花期不變。內(nèi)源的和轉基因來源的Bn FLC.A10在春化前表達量相似,春化過程中降低,3周春化處理后下降到非常低的水平�；虮磉_和花期表型的關系,解釋了Bn FLC.A10控制的花期QTL環(huán)境特異性的原因。2.Bn FLC.A10啟動子中Monkey King存在與否對轉基因Westar的花期表型和Bn FLC.A10表達不產(chǎn)生明顯影響。此結果似乎與Monkey King密切相關于油菜冬春性的結果不一致。Monkey King DNA序列在轉基因Westar中高度甲基化,可能抑制了Monkey King對Bn FLC.A10表達的影響。3.轉基因擬南芥中,Monkey King融合到35S啟動子上游,降低了35S啟動子的活性。Monkey King對不同啟動子活性的影響可能存在差異。4.Monkey King是十字花科基因組特異的Tourist MITE家族,在不同物種中有不同的轉座活性。蕓薹屬中Monkey King轉座產(chǎn)生了豐富的物種間和物種內(nèi)的多態(tài)性。白菜和A.thaliana基因組序列分析顯示,大多數(shù)完整Monkey King聚集在基因富含區(qū)域。蕓薹屬中多個EST序列含有Monkey King片段。這些發(fā)現(xiàn)表明,在一些十字花科物種中,Monkey King可能在基因組范圍內(nèi)對基因表達產(chǎn)生了實質性的調控。另外,Monkey King在甘藍型油菜中能產(chǎn)生物種特異的mi RNA。5.Bn FTs在不同生態(tài)型油菜中存在表達差異。春油菜中,Bn FTs在春化前后都能表達;而冬油菜中,Bn FTs表達只能在春化后檢測到。葉片中Bn FTb表達水平高于其他類型的Bn FTs,可能在調控開花上起主要作用。生殖生長時期油菜的多個組織(或器官)都存在Bn FTs的表達。6.甘藍型油菜基因組含有6個Bn FT拷貝,根據(jù)序列相似性和A、C基因組對應關系,可將這些不同的Bn FTs分為三種類型:Bn FTa,Bn FTb和Bn FTc。三類Bn FTs在擬南芥中都能促進開花。Bn FTc過量表達引起春油菜Westar和冬油菜Tapidor極早開花,并且可以解除冬油菜開花對春化的需求。7.田間種植的過量表達Bn FTc的轉基因油菜植株構建發(fā)生改變,頂端優(yōu)勢不明顯,側枝生長發(fā)達。另外,Bn FTc過量表達導致油菜葉片氣孔開度增大,葉片失水速度加快,植株對干旱更敏感。
【關鍵詞】：甘藍型油菜 春化反應 開花 FLC FT MITEs 植株構建 氣孔開度
【學位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S565.4
【目錄】：

• 摘要8-10
• Abstract10-13
• 縮略詞表13-14
• 第一章 前言14-30
• 1.1 文獻綜述14-28
• 1.1.1 植物開花調控機理概述14-16
• 1.1.2 FLC功能研究16-19
• 1.1.2.1 FLC的克隆16
• 1.1.2.2 FLC的表達調控16-18
• 1.1.2.3 蕓薹屬植物FLC功能分析18-19
• 1.1.3 FT功能研究19-25
• 1.1.3.1 擬南芥FT的克隆和表達調控19-20
• 1.1.3.2 FT促進開花的分子機理和成花素本質20-22
• 1.1.3.3 FT的進化與功能分化22-24
• 1.1.3.4 FT功能的新發(fā)現(xiàn)24-25
• 1.1.4 MITE轉座子25-28
• 1.1.4.1 MITEs的發(fā)現(xiàn)和序列特征25-27
• 1.1.4.2 MITEs的分布27
• 1.1.4.3 MITEs的生物學功能27-28
• 1.2 研究基礎，，目的和意義28-30
• 1.2.1 研究基礎28-29
• 1.2.2 研究目的和意義29
• 1.2.3 研究內(nèi)容29-30
• 第二章 BnFLC.A10 等位基因功能分析30-43
• 2.1 實驗材料30
• 2.1.1 植物材料30
• 2.1.2 菌株和質粒30
• 2.2 實驗方法30-33
• 2.2.1 BnFLC. A10 啟動子和CDS序列分離30-31
• 2.2.2 載體構建31
• 2.2.3 甘藍型油菜Westar的遺傳轉化和拷貝數(shù)鑒定31
• 2.2.4 轉基因植株分子鑒定31
• 2.2.5 花期表型考察31-32
• 2.2.6 轉基因植株BnFLC.A10 定量表達分析32
• 2.2.7 轉基因植株Monkey King序列DNA甲基化檢測32
• 2.2.8 擬南芥的轉化32
• 2.2.9 單拷貝轉基因擬南芥的篩選32-33
• 2.2.10 轉基因擬南芥GUS活性分析33
• 2.3 結果與分析33-40
• 2.3.1 Tapidor BnFLC.A10 啟動子和CDS序列的分離和載體構建33-34
• 2.3.2 甘藍型油菜轉基因植株獲得和拷貝數(shù)鑒定。34-35
• 2.3.3 甘藍型油菜轉基因植株花期表型35-37
• 2.3.4 BnFLC .A10 在轉基因植株中的表達37-38
• 2.2.5 轉基因植株BnFLC.A10 啟動子中Monkey King序列DNA甲基化分析38-39
• 2.3.6 轉基因擬南芥中Monkey King對 35S啟動子活性影響39-40
• 2.4 討論40-43
• 2.4.1 BnFLC.A10 對甘藍型油菜花期的調控40-41
• 2.4.2 Monkey King對基因表達的影響41-43
• 第三章 Monkey King在十字花科基因組中進化43-56
• 3.1 實驗材料43
• 3.2 實驗方法43-44
• 3.2.1 Monkey King在十字花科植物基因組中的提取和序列特征43
• 3.2.2 Monkey King進化樹分析43
• 3.2.3 Monkey King在基因組中的插入位點分析43-44
• 3.2.4 蕓薹屬植物基因組中Monkey King擴增多態(tài)性分析44
• 3.2.5 Monkey King相關miRNA發(fā)現(xiàn)44
• 3.3 結果與分析44-54
• 3.3.1 Monkey King在十字花科基因組中的分布44-47
• 3.3.2 Monkey King的進化樹分析47-48
• 3.3.3 Monkey King插入位點的優(yōu)先性和轉錄活性分析48-51
• 3.3.4 蕓薹屬物種中Monkey King相關的種間和種內(nèi)多態(tài)性分析51-52
• 3.3.5 Monkey King相關miRNA的發(fā)現(xiàn)52-54
• 3.4 討論54-56
• 3.4.1 Monkey King TIR序列的保守型54
• 3.4.2 Monkey King對十字花科基因組和基因進化的影響54-56
• 第四章 BnFTs功能分析56-72
• 4.1 實驗材料56
• 4.1.1 植物材料56
• 4.1.2 質粒和菌株56
• 4.2 實驗方法56-58
• 4.2.1 BnFTs表達分析56
• 4.2.2 不同BnFT拷貝編碼序列ORF分離56-57
• 4.2.3 載體構建與植物遺傳轉化57
• 4.2.4 不同BnFT轉基因擬南芥花期表型考察57
• 4.2.5 甘藍型油菜轉基因拷貝數(shù)估算57-58
• 4.2.6 p35S::BnFTc轉基因油菜花期表型考察58
• 4.2.7 p35S::BnFTc轉基因甘藍型油菜植株株型考察58
• 4.2.8 p35S::BnFTc轉基因甘藍型油菜氣孔開度與抗旱性分析58
• 4.3 結果與分析58-68
• 4.3.1 BnFTs在不同生態(tài)型的甘藍型油菜中的表達分析58-60
• 4.3.2 春油菜Westar中不同BnFT拷貝ORF序列的分離60-61
• 4.3.3 BnFTs過量表達對擬南芥花期的影響61-62
• 4.3.4 甘藍型油菜BnFTc過量表達轉基因植株的獲得和轉基因拷貝數(shù)的估算62-63
• 4.3.5 BnFTc過量表達轉基因油菜對花期的影響63-65
• 4.3.6 BnFTc過量表達對甘藍型油菜植株株型的影響65-67
• 4.3.7 BnFTc過量表達轉基因油菜抗旱性分析67-68
• 4.4 討論68-72
• 4.4.1 不同生態(tài)型甘藍型油菜BnFTs表達差異68-69
• 4.4.2 不同BnFT拷貝在開花調控中的差異69
• 4.4.3 FT在甘藍型油菜育種和基因功能研究上的潛在應用69-70
• 4.4.4 BnFTs與甘藍型油菜側枝的生長70
• 4.4.5 開花基因與植株抗旱性的關系70-72
• 第五章 總結與展望72-76
• 5.1 研究總結72-73
• 5.2 本研究的主要創(chuàng)新點73
• 5.3 本研究的不足之處73-74
• 5.4 研究展望74-76
• 參考文獻76-91
• 附錄91-100
• 致謝100-101
• 個人簡歷101-102

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中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 代書桃;甘藍型油菜開花調控基因BnFLC.A10和BnFTs的功能分析[D];華中農(nóng)業(yè)大學;2015年

  本文關鍵詞：甘藍型油菜開花調控基因BnFLC.A10和BnFTs的功能分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：303575