大白菜抽薹过程中发生叶色转变的分子机制

论文摘要

大白菜（Brassica rapa L. ssp. pekinensis）的先期抽薹,是在大白菜的营养体还未充分长成之前,在不该抽薹时提前抽薹的现象。抽薹后的大白菜会失去食用价值,大大降低经济效益。因此,研究其抽薹开花相关的分子机制,对白菜育种具有重要意义。大白菜在春化后会抽薹开花,在抽薹前表现出一个叶色转变过程,叶片颜色从鲜亮的绿色转为没有光泽的暗灰色后花茎就会伸长并开始现蕾抽薹,叶色转变似乎是大白菜抽薹的一个生理信号,在弱冬性品种上的表现尤为突出,因此推测叶色转变与抽薹开花有关,叶色转变前后基因和蛋白表达必将发生变化。本试验从抽薹开花相关基因表达和蛋白质表达两个方面研究大白菜生殖发育转变过程中的分子机理。以四个冬性不同的大白菜品种为材料,分别采取春化前、春化后、花芽分化、花茎分化、叶色转变、花茎伸长六个时期的植株生长点部位新生幼嫩叶片,来测定叶片激素含量,并进行FT和LFY两个开花相关基因的RT-PCR表达分析和蛋白质双向电泳分析;另外在每个品种的叶色转变期取植株的根、短缩茎、茎端生长点幼嫩叶片、近端叶片、远端叶片五个部位,进行FT和LFY基因的RT-PCR表达分析。主要试验结果如下:1.通过测定激素含量的变化,得知它与大白菜抽薹开花过程中叶色的转变有一定关系,大白菜抽薹过程中, IAA和GA3含量均在叶色转变期出现峰值,叶色转变后花茎开始伸长,叶色转变是大白菜抽薹的一个生理信号。2.FT基因在春化前和春化后也即整个的营养生长阶段不表达或微量表达,在花芽分化期以后表达强度递增,在叶色转变期和花茎伸长期表达强烈,另外还发现FT基因在弱冬性品种中要比在强冬性品种中表达强烈。FT基因在根和短缩茎中不表达,在生长点嫩叶中和近端叶片、远端叶片表达,在弱冬性品种中,FT在近端叶片中强烈表达,在远端叶片中表达极微弱,而在强冬性品种中,FT在近端叶片与远端叶片中表达均较强。3.LFY基因在春化前不表达,花芽分化期和叶色转变期和花茎伸长期表达较强,在生长点嫩叶中表达最强烈,在近端叶片和远端叶片中也有较强表达,在短缩茎中有极微弱表达,在根中不表达。4.蛋白质表达图谱显示叶色转变后有18种新的特异蛋白质产生,在花茎分化期表达的17种蛋白质在叶色转变期停止表达;有29种蛋白质在叶色转变后表达上调,还有21种蛋白质表达下调。5.对17个蛋白点进行质谱鉴定,成功鉴定出其中的16个点,这些蛋白1个与转录调控有关,2个与信号传递和能量传递有关,6个与细胞生长及代谢有关,还有1个是结构蛋白,此外还有1个未知蛋白,5个功能未知的假设性蛋白质。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 研究的目的与意义
• 1.2 文献综述
• 1.2.1 植物抽薹开花研究进展
• 1.2.2 植物花发育分子机制的研究进展
• 1.2.3 成花素及FT 基因的研究进展
• 1.2.4 LFY 基因研究进展
• 1.2.5 蛋白质组学研究进展
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 植物材料
• 2.1.2 分子生物学及生化试剂
• 2.1.3 试验仪器
• 2.2 植物材料的处理和取样
• 2.3 大白菜抽薹过程中激素含量的测定
• 2.4 大白菜FT 基因的电子克隆
• 2.5 大白菜FT 基因和LFY 基因RT-PCR 时空表达分析
• 2.5.1 大白菜叶片总RNA 提取
• 2.5.2 反转录合成cDNA 第一链
• 2.5.3 大白菜FT 基因和LFY 基因RT-PCR 表达分析
• 2.6 大白菜蛋白质双向电泳
• 2.6.1 相关溶液的配制
• 2.6.2 大白菜蛋白质的提取
• 2.6.3 大白菜蛋白质的裂解
• 2.6.4 蛋白质浓度的测定
• 2.6.5 上样
• 2.6.6 第一向固相PH 等电聚焦电泳（IEF）
• 2.6.7 IPG 胶条的平衡
• 2.6.8 第二向聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）
• 2.6.9 凝胶染色
• 2.6.10 图像采集及分析
• 2.6.11 差异蛋白点的胶内酶解
• 2.6.12 质谱分析及蛋白质检索
• 3 结果与分析
• 3.1 大白菜抽薹过程中激素含量的变化
• 3.2 大白菜FT 基因的电子克隆与RT-PCR 时空表达分析
• 3.2.1 FT 基因的电子克隆
• 3.2.2 大白菜总RNA 的提取
• 3.2.3 RT-PCR 检测FT 基因的时空表达特性
• 3.3 大白菜LFY 基因的RT-PCR 时空表达分析
• 3.3.1 LFY 基因在六个发育时期的表达情况
• 3.3.2 LFY 基因在五个组织部位的表达情况
• 3.4 蛋白质双向电泳结果
• 3.4.1 胶图分析
• 3.4.2 质谱分析及蛋白质检索
• 4 讨论
• 4.1 抽薹过程中内源激素的变化
• 4.2 FT 基因时空表达分析
• 4.3 LFY 基因时空表达分析
• 4.4 蛋白质双向电泳的分析
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士期间发表学术论文