拟南芥CtBP/BARs增强子的筛选与基因克隆

拟南芥CtBP/BARs增强子的筛选与基因克隆

论文摘要

细胞是构成器官形态的基本单位,植物器官的形成需要经过细胞增殖、组织分化等过程。拟南芥花瓣具有调节授粉和光反射等功能,在生殖器官中扮演着重要的角色,然而相对根、下胚轴和子叶来说,花瓣形态建成的机制研究极为少见。拟南芥ANGUSTIFOLIA(AN)是与哺乳动物中C-末端结合蛋白/蛋白转运抑制剂A-ADP核糖基化底物(CtBP/BARs)同源的蛋白,同时AN的工作机制目前尚不清晰。拟南芥中AN的突变体an-2,具有子叶变厚、变窄,毛状体分枝减少,根螺旋生长等性状。但至今,对于AN怎么去调控花瓣的形态建成尚不清楚。本研究利用甲基磺酸乙酯(EMS)对的种子进行诱变,筛选获得突变体ocean1/an-2(OCEAN1,Organ Control Enhancer of an-2),并分离得到单突变体ocean1。相对野生型Col-0,ocean1子叶变窄且有卷曲,花瓣变得狭长。ocean1/an-2进一步增强了an-2的表型,子叶和花瓣都变得更加窄长、肥厚。细胞水平上,Col-0和ocean1子叶表皮铺板细胞之间具有明显的锯齿嵌合结构,an-2子叶表皮铺板细胞边缘锯齿状明显减少。相对单突变体ocean1和an-2,ocean1/an-2铺板细胞的锯齿结构消失,在花瓣中,ocean1/an-2底座细胞显得狭长,面积明显增大,锥形细胞顶端也变得更为膨大。Col-0和突变体ocean1锥形细胞中的微管呈螺旋状有序排列,而an-2和ocean1/an-2的微管排列变得紊乱。本研究发现,AN很有可能是通过影响微管的排列进而影响细胞的形态建成,最终调控器官的发育过程,OCEAN1作为an-2的增强子,与AN共同参与了拟南芥叶片和花器官的形态发育过程。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 一 前言
  •   1.1 植物花器官发育的相关研究
  •     1.1.1 拟南芥花瓣
  •     1.1.2 拟南芥花瓣锥形细胞
  •   1.2 ANGUATIFOLIA的研究进展
  •   1.3 图位克隆技术(Map-based Cloning)研究进展及原理步骤
  •     1.3.1 图位克隆技术研究进展
  •     1.3.2 图位克隆技术原理和基本步骤
  •   1.4 本课题的研究内容和拟解决的关键问题
  •     1.4.1 研究内容
  •     1.4.2 拟解决的关键问题
  • 二 实验材料与方法
  •   2.1 实验材料
  •     2.1.1 实验植株
  •     2.1.2 实验所用菌株
  •     2.1.3 实验所用质粒
  •   2.2 主要仪器设备
  •   2.3 实验方法
  •     2.3.1 EMS诱变
  •     2.3.2 种子消毒及春化处理
  •     2.3.3 培养基配制及抗生素浓度
  •     2.3.4 拟南芥基因组DNA的粗提取
  •     2.3.5 拟南芥总RNA的提取
  •     2.3.6 拟南芥mRNA的反转录
  •     2.3.7 感受态细胞的制备
  •     2.3.8 构建载体及植物转化
  • 三 实验结果与分析
  •   3.1 ANGUSTIFOLIA突变体增强子的筛选
  •   3.2 突变体表型观察
  •     3.2.1 OCEAN1和AN共同调节拟南芥子叶形态
  •     3.2.2 OCEAN1和AN共同调节拟南芥子叶表皮铺板细胞形态
  •     3.2.3 OCEAN1和AN共同调节拟南芥生长
  •     3.2.4 OCEAN1和AN共同调节拟南芥花瓣的各向异性生长
  •     3.2.5 OCEAN1和AN共同调节拟南芥花瓣表皮细胞形态
  •     3.2.6 OCEAN1和AN共同调节拟南芥花瓣皮质微管(CMT)排列
  •   3.3 突变体OCEAN1 基因的定位
  •     3.3.1 图位克隆群体的建立和OCEAN1 突变基因的遗传因子鉴定
  •     3.3.2 OCEAN1 突变基因的初步定位
  •     3.3.3 OCEAN1 突变基因的精细定位
  •   3.4候选基因的遗传互补实验
  • 四 讨论
  •   4.1 OCEAN1和AN在调控植物生长发育中的功能
  •     4.1.1 OCEAN1和AN在叶片和营养器官中的功能
  •     4.1.2 OCEAN1和AN在花瓣发育中的功能
  •   4.2 OCEAN1 基因的遗传分析
  • 参考文献
  • 附录 A
  •   1.1 ERECTA的研究进展
  •   1.2 实验材料与方法
  •     1.2.1 实验材料
  •     1.2.2 实验方法
  •   1.3 结果与分析
  •     1.3.1 ERECTA/ERL1/ERL2 突变体的鉴定
  •     1.3.2 ERECTA/ERL1/ERL2 突变体子叶表型的观察
  •     1.3.3 ERECTA/ERL1/ERL2 突变体花器官表型的观察
  •     1.3.4 ERECTA/ERL1/ERL2 突变体中差异表达基因的RNA-seq分析
  •     1.3.5 表达载体构建
  •   1.4 讨论
  • 附录 B
  • 致谢
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 刘孟红

    导师: 林德书

    关键词: 拟南芥,器官发育,增强子

    来源: 福建农林大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 生物学,生物学

    单位: 福建农林大学

    分类号: Q943.2

    总页数: 78

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