番茄SlTCP26基因的克隆与功能分析

论文摘要

茎分枝是植物为了适应环境和规避外界伤害而表现出来的一种生物性状,植物分枝结构的不同导致植物具有不同的形态结构,并且植物分枝还与作物产量密切相关。番茄（Solanum lycopersicum）作为一种世界范围内广受消费者喜爱的蔬菜作物,同时也是用来研究果实发育与成熟调控的最佳模式植物。明确影响番茄分枝形态建成的因素,对今后改良番茄株型和提升番茄产量具有重要意义。TCP转录因子在植物生长发育过程,特别是在茎分枝形态建成中具有重要的调控作用,但当前有关TCP的研究主要集中在模式植物拟南芥中,在番茄中的研究较少。本论文以番茄为材料,通过生物信息学、遗传学、分子生物学和生理生化等方法对SlTCP26在番茄茎分枝形态建成中的功能进行了研究。主要研究结果如下:（1）氨基酸序列分析表明SlTCP26基因开放阅读框（ORF）为552 bp,编码183个氨基酸,含有保守的TCP结构域,进化树分析表明SlTCP26基因与分枝相关的基因亲缘关系较近,揭示SlTCP26基因可能参与番茄植株茎形态的建成。（2）启动子序列分析表明,SlTCP26基因启动子区域含有非生物胁迫相关的顺式作用元件;非生物胁迫处理表明,发现SlTCP26基因对高盐和干旱两种非生物胁迫处理有响应,表明SlTCP26基因可能在番茄植株对抗非生物胁迫方面发挥作用。外源激素处理结果表明,SlTCP26基因的表达量在外源施加生长素（IAA）和细胞分裂素（CTK）条件下受到抑制,特别是在外源IAA条件下受到显著抑制,暗示该基因可能与IAA信号途径有关。（3）组织表达模式表明:SlTCP26基因在番茄根、茎、叶、花、果实这些组织中均有不同程度的表达,其中,在茎段的表达量显著高于其他组织。这些结果表明了SlTCP26基因可能在番茄茎分枝形态建成中有一定作用。（4）成功构建了SlTCP26基因的超表达和干扰载体,并将其成功转化番茄,获得多个转基因株系。利用直接PCR、GUS染色鉴定阳性植株,利用qRT-PCR检测基因转化效率并获得3个RNAi干扰株系和3个超表达株系。（5）对SlTCP26转基因植株和WT植株表型观察统计分析,结果显示超量表达SlTCP26会使番茄植株茎分枝数增多,揭示了该基因在番茄茎分枝形态建成中具有积极作用。（6）对WT植株进行去头实验结果表明,去头会使SlTCP26表达量在各节点有所上调,且在SlTCP26超表达株系（SlTCP26-OE）中IAA信号通路相关基因表达量均显著下调,表明SlTCP26与IAA信号途径可能存在负相关关系,共同调节植物分枝。综上所述,本文对SlTCP26基因参与番茄茎分枝形态建成的过程进行了初步的探索和分析,结果表明SlTCP26基因的表达量与番茄的分枝数呈正相关关系,且SlTCP26基因与IAA信号途径可能存在负相关关系,共同调节植物分枝。这些结果为明确TCP26基因在植物中的功能奠定了基础,同时也为今后通过分子育种或者基因工程技术改良番茄或者其他茄科作物的分枝数及农艺性状提供重要的参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 主要符号对照表
• 第1章 前言
•   1.1 茎分枝的研究进展
•     1.1.1 侧枝的形成与类型
•     1.1.2 激素调控植物分枝的研究进展
•     1.1.3 调控植物分枝的相关基因研究进展
•   1.2 植物TCP基因的研究进展
•   1.3 研究目的与和意义
•     1.3.1 研究目的
•     1.3.2 研究意义
•   1.4 研究内容与技术路线
•     1.4.1 主要研究内容
•     1.4.2 技术路线
• 第2章 番茄SlTCP26基因生物信息学及对不同胁迫响应分析
•   2.1 实验材料
•   2.2 实验试剂和仪器
•     2.2.1 实验试剂
•     2.2.2 实验仪器
•   2.3 实验方法
•     2.3.1 番茄SlTCP26基因的生物信息学及同源性分析
•     2.3.2 SlTCP26基因启动子元件分析
•     2.3.3 番茄植株的激素处理和非生物胁迫处理
•   2.4 实验结果
•     2.4.1 SlTCP26基因的进化关系分析
•     2.4.2 SlTCP26基因启动子元件分析
•     2.4.3 番茄SlTCP26基因受到多种非生物胁迫及外源激素的调节
•   2.5 讨论
•   2.6 本章小结
• 第3章 番茄SlTCP26基因组织表达分析、克隆及载体构建
•   3.1 实验材料
•     3.1.1 植物材料
•     3.1.2 菌株及载体
•     3.1.3 实验试剂
•     3.1.4 实验仪器
•   3.2 实验方法
•     3.2.1 番茄SlTCP26基因的组织表达特性分析
•     3.2.2 番茄SlTCP26基因的扩增及回收
•     3.2.3 SlTCP26基因的超表达载体构建
•     3.2.4 SlTCP26基因的RNAi干扰载体构建
•   3.3 实验结果
•     3.3.1 番茄SlTCP26基因的组织表达特征
•     3.3.2 番茄SlTCP26基因的克隆
•     3.3.3 番茄SlTCP26基因的载体构建
•   3.4 讨论
•   3.5 本章小结
• 第4章 番茄的遗传转化及SlTCP26转基因植株表型观察
•   4.1 材料和仪器
•     4.1.1 实验材料
•     4.1.2 实验仪器
•     4.1.3 相关试剂的配制
•   4.2 实验方法
•     4.2.1 番茄遗传转化
•     4.2.2 SlTCP26转基因植株的鉴定
•     4.2.3 SlTCP26转基因植株表型分析及相关指标测定
•   4.3 实验结果
•     4.3.1 SlTCP26转基因植株的鉴定
•     4.3.2 超量表达SlTCP26基因的植株分枝数显著增加
•     4.3.3 SlTCP26基因在去头植物中的表达水平的变化
•     4.3.4 IAA相关基因在野生型植株和SlTCP26-OE植株中表达差异
•   4.4 讨论
•   4.5 本章小结
• 第5章 结论与展望
•   5.1 结论
•   5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的科研情况

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 雷豆

导师: 杨军

关键词: 番茄,茎分枝

来源: 西华师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 生物学,生物学,园艺

单位: 西华师范大学

分类号: Q943.2;S641.2

总页数: 74

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