大白菜早抽薹突变基因ebm3的克隆及表达特性分析

论文摘要

大白菜（Brassica rapa ssp.pekinensis）是一种起源于中国的蔬菜作物,具有较高的经济价值和营养价值。适时抽薹对大白菜生产和育种工作至关重要,但是未熟抽薹会对春结球大白菜生产造成严重影响,因此探究影响其抽薹开花的分子机制就变得尤为重要。本研究利用EMS诱变技术处理大白菜DH系‘FT’的种子,最终获得了一个稳定遗传的早抽薹突变体（ebm3）;并基于改良的MutMap技术,定位了突变基因。主要包括以下四方面的研究结果:1.相较于野生型‘FT’,不经过春化处理的突变体ebm3在春秋两季栽培中均表现出明显的早抽薹特性,并伴随叶片向上卷曲的现象。遗传分析表明,突变体ebm3的早抽薹性状是由单隐性核基因控制的。2.以野生型‘FT’和突变体ebm3为亲本,构建F2代分离群体,利用改良的MutMap方法定位突变基因。结果表明,由于A04染色体上的BraA04001706基因（该基因编码CURLY LEAF转录因子,是一个重要的H3K27甲基转移酶）发生了单碱基突变（C→T）,使得密码子由TCT变成TTT,进而产生S→F（丝氨酸→脯氨酸）的非同义突变,最终导致了早抽薹现象的发生。3.荧光定量分析表明,该突变基因在花和蕾上的表达量十分显著,而在茎中表达量极低。构建启动子融合GUS载体,通过蘸花法转化到拟南芥后,GUS组织化学染色法说明该基因的启动子能够启动基因在花、蕾、叶和荚中的表达。构建pBWA（V）HS-LZY-GLosgfp融合表达载体,通过PEG介导法转入拟南芥原生质体,亚细胞定位结果表明该基因的蛋白产物主要分布在细胞核上。4.茎尖生长点转录组测序表明,一共获得了1906个差异表达基因,与野生型相比,在突变体中有1079个上调表达的DEGs,有827个下调表达的DEGs。GO富集性分析和KEGG信号通路富集性分析的结果显示,分别有338条GO显著富集terms和20条显著代谢通路。其中,差异基因富集最多的前三个terms是质膜（GO:0005886）、叶绿体（GO:0009507）和细胞外区域（GO:0005576）。最后随机挑选12个基因利用qRT-PCR验证了转录组数据结果的可靠性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
•   1.1 植物抽薹开花的调控途径
•     1.1.1 春化途径
•     1.1.2 自主途径
•     1.1.3 光周期途径
•     1.1.4 赤霉素途径
•     1.1.5 环境温度途径
•     1.1.6 年龄途径
•     1.1.7 植物的开花整合途径
•   1.2 植物EMS诱变技术
•     1.2.1 EMS现状概述
•     1.2.2 EMS诱变原理
•     1.2.3 EMS诱变特点
•     1.2.4 常用于分析EMS诱变产生隐性突变基因的方法——MutMap
•   1.3 转录组分析技术
•     1.3.1 概念介绍
•     1.3.2 转录组测序的主要技术
•   1.4 本研究的目的与意义
• 第二章 大白菜早抽薹突变基因的定位及验证
•   2.1 材料与方法
•     2.1.1 植物材料
•     2.1.2 试验方法
•   2.2 结果与分析
•     2.2.1 早抽薹突变体ebm3 的获得与描述
•     2.2.2 突变体早抽薹特性的鉴定
•     2.2.3 早抽薹突变体的遗传规律分析
•     2.2.4 早抽薹突变基因的初步定位
•     2.2.5 早抽薹突变基因的克隆与验证
•   2.3 小结
• 第三章 BraA04001706 的表达模式分析
•   3.1 试验材料
•     3.1.1 植物材料
•     3.1.2 常用培养基及试验试剂的配制
•   3.2 试验方法
•     3.2.1 时空表达模式分析
•     3.2.2 启动子调控活性分析
•     3.2.3 亚细胞定位分析
•   3.3 结果与分析
•     3.3.1 RNA质量的检测
•     3.3.2 BraA04001706 基因在不同组织中的表达分析
•     3.3.3 启动子的克隆
•     3.3.4 启动子载体的构建与验证
•     3.3.5 重组农杆菌的鉴定
•     3.3.6 转基因植株的筛选与鉴定
•     3.3.7 转基因植株的GUS组织化学染色
•     3.3.8 亚细胞定位载体的构建与验证
•     3.3.9 亚细胞定位结果
•   3.4 小结
• 第四章 大白菜早抽薹突变体ebm3 的转录组测序分析
•   4.1 材料与方法
•     4.1.1 试验材料
•     4.1.2 样品选择与总RNA的提取与检测
•     4.1.3 c DNA文库的构建及转录组测序
•     4.1.4 数据的分析处理
•     4.1.5 基因总体表达水平分析
•     4.1.6 差异基因表达分析
•     4.1.7 差异基因的功能分析
•     4.1.8 实时荧光定量验证
•   4.2 结果与分析
•     4.2.1 RNA质量的检测
•     4.2.2 测序数据的评估与预处理
•     4.2.3 与参考基因组的比对分析
•     4.2.4 差异基因的分析
•     4.2.5 GO功能显著性富集分析
•     4.2.6 KEGG信号通路富集性分析
•     4.2.7 qRT-PCR的验证结果
•   4.3 小结
• 讨论
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王琳

导师: 刘志勇

关键词: 大白菜,早抽薹突变体,表达模式,转录组

来源: 沈阳农业大学

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: 沈阳农业大学

分类号: S634.1;Q943.2

DOI: 10.27327/d.cnki.gshnu.2019.000212

总页数: 78

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