瓜叶菊再生体系建立及bHLH同源序列分离和表达分析

论文摘要

瓜叶菊（Senecio cruentus L’Herit）是菊科（Compositea）千里光属（Senecio）的一种观赏价值很高的多年生花卉,花期正值少花的冬春季节（12月—翌年4月）,是重要的节日花卉,具有极高观赏价值和经济价值。其花色丰富,是研究花色形成机理的优良材料。bHLH是高等植物中重要的转录因子,其对花青素合成途径上的结构基因具有调节作用。本文作者对瓜叶菊的研究主要获得了如下结果：（1）建立了瓜叶菊稳定的再生体系。以瓜叶菊’Jester’系列5个花色品种的种子为外植体,MS为基本培养基,筛选出了瓜叶菊试管培养所需的培养基中最佳生长素种类及浓度,获得了经叶片再生的试管苗。结果表明：不同外植体、生长调节剂种类及浓度均影响植株再生。叶片再生能力优于叶柄;诱导丛生芽效果最好的培养基配方为MS+6-BA2.0 mg/L;诱导愈伤组织增殖的最佳培养基为MS+NAA1.0 mg/L+6-BA1.0mg/L；经叶片诱导不定芽再生的最佳培养基为MS+6-BA2.0 mg/L+NAA2.0 mg/L;不定芽生根培养基以添加0.5 mg/L NAA的1/2MS为佳。试管苗出瓶后,经过适宜培养,获得了健壮的开花植株。利用RHSCC比色和使用色差仪（NF333）对再生植株花色表型进行量化测定后发现,5个色系的种子建立的再生株系花色均稳定。（2）初步探讨了瓜叶菊遗传转化体系。以粉色瓜叶菊叶片和再生不定芽为外植体,MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 2.0mg/L为培养基,分别添加不同浓度的卡那霉素,确定抗生素的临界浓度,试验结果表明,10 mg/L的硫酸卡那霉素可以有效抑制叶盘的分化和不定芽根的发育。（3）利用RT-PCR技术,从蓝色瓜叶菊Ⅱ级舌状花中分离得到了两个编码bHLH转录因子同源序列的片段,分别命名为bHLH-1 （390bp）和bHLH-2 （227bp）,序列分析表明：其分别编码130和75个氨基酸序列。采用半定量RT-PCR的方法对bHLH-1和bHLH-2在瓜叶菊中的表达模式进行分析发现,这两个片段在不同花色的Ⅰ级和Ⅱ级舌状花及根、茎、叶、管状花中均有表达,且表达量相似,说明分离得到的这两个bHLH片段的基因在瓜叶菊中是组成型表达的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 缩略表
• 1 绪论
• 1.1 瓜叶菊在花色研究中的重要价值
• 1.1.1 菊科植物概述
• 1.1.2 瓜叶菊概述
• 1.1.3 瓜叶菊是花色研究的优良材料
• 1.2 瓜叶菊再生体系的建立对于基因功能研究的重要性
• 1.2.1 组织培养技术在菊科植物中的应用
• 1.2.2 瓜叶菊再生体系研究进展
• 1.2.3 瓜叶菊再生体系建立对花色研究的重要价值
• 1.3 观赏植物花色研究进展
• 1.3.1 花青素苷理化性质
• 1.3.2 花青素的生物合成途径
• 1.3.3 影响花色形成的原因
• 1.3.4 改良花色的途径
• 1.4 植物转录因子概述
• 1.4.1 转录因子分类
• 1.4.2 转录因子的功能
• 1.5 bHLH转录因子的研究进展及其在花色育种中的重要作用
• 1.5.1 bHLH类转录因子的结构
• 1.5.2 bHLH类转录因子的研究进展
• 1.5.3 bHLH转录因子在花色育种中的重要作用
• 1.6 与花青素合成相关的其它转录因子
• 1.6.1 MYB类转录因子的研究进展
• 1.6.2 WD40重复蛋白的研究进展
• 1.6.3 其它转录因子
• 1.7 环境因子对花青素合成途径中转录因子的作用
• 1.8 本研究的设计思想
• 1.8.1 研究目的与意义
• 1.8.1.1 研究目的
• 1.8.1.2 研究意义
• 1.8.2 研究内容
• 1.9 本研究的技术路线
• 2 瓜叶菊再生体系的建立
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 试验材料及培养环境
• 2.1.2 诱导丛生芽
• 2.1.3 愈伤组织诱导及不定芽的分化
• 2.1.4 愈伤组织增殖
• 2.1.5 生根培养基的筛选
• 2.1.6 试管苗的炼苗及移栽
• 2.1.7 数据统计与分析
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 无菌苗的获得
• 2.2.2 不同生长调节剂种类及浓度对丛生芽诱导的影响
• 2.2.3 不同生长调节剂配比对外植体愈伤组织诱导及分化的影响
• 2.2.4 不同生长调节剂配比对愈伤组织增殖的影响
• 2.2.5 不同的生长调节剂配比组合对试管苗生根的影响
• 2.2.6 再生植株移栽
• 2.2.7 再生植株花色稳定性分析
• 2.3 讨论
• 2.3.1 植物生长调节剂对瓜叶菊再生的影响
• 2.3.2 利用种子作外植体进行再生体系研究的优势
• 2.4 小结
• 3. 瓜叶菊‘Jester’5个色系转化体系的探索
• 3.1 植物材料与方法
• 3.1.1 植物材料
• 3.1.2 硫酸卡那霉素叶盘分化培养基的设置
• 3.1.3 硫酸卡那霉素生根抗性选择压培养基的设置
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 瓜叶菊叶盘分化卡那霉素抗性选择压的筛选
• 3.2.2 瓜叶菊‘Jester’卡那霉素生根抗性选择压的筛选
• 3.3 讨论
• 3.3.1 瓜叶菊转化体系的建立在分子育种中的重要意义
• 3.3.2 菊科植物对卡那霉素的敏感性
• 3.4 小结
• 4 瓜叶菊花青素苷合成途径中bHLH基因同源序列的分离及其时空表达模式分析
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 植物材料
• 4.1.2 植物总RNA的提取和cDNA的合成
• 4.1.2.1 植物总RNA的提取
• 4.1.2.2 总RNA中基因组DNA的酶解
• 4.1.2.3 cDNA的合成
• 4.1.3 bHLH基因同源序列的分离
• 4.1.3.1 RT-PCR反应体系及反应程序
• 4.1.3.2 目的基因片段的连接
• 4.1.3.3 连接产物的转化及阳性克隆筛选
• 4.1.3.4 蛋白质的生物信息学分析
• 4.1.4 bHLH-1和bHLH-2的时空表达模式
• 4.1.4.1 引物设计
• 4.1.4.2 PCR体系和PCR程序
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 bHLH同源片段的获得
• 4.2.2 bHLH同源序列编码的蛋白质结构的生物信息学分析
• 4.2.3 bHLH-1和bHLH-2在瓜叶菊中的时空表达模式分析
• 4.2.3.1 瓜叶菊bHLH-1和bHLH-2的时间表达模式
• 4.2.3.1 瓜叶菊bHLH-1和bHLH-2的空间表达模式
• 4.3 讨论
• 4.3.1 花青素合成途径中的bHLH基因在植物中的功能是多样化的
• 4.3.2 bHLH基因同源序列在植物中的表达模式
• 4.3.3 在花青素合成途径中转录因子复合体调控结构基因表达的机理
• 4.4 小结
• 5.结论
• 参考文献
• 个人简介
• 获得成果目录清单
• 导师简介
• 致谢