光周期诱导甘菊成花中ClFT基因表达特性的研究

论文摘要

甘菊（Chrysanthemum lavandulifolium （Fisch.ex Trautv.） Ling et Shih）是菊科菊属植物,菊花（Chrysanthemum X morifolium Ramat.）起源的重要亲本之一,其遗传背景简单,是典型的短日照成花植物。本文作者以甘菊为研究对象,分离了甘菊FT同源基因CIFT,并对其在光周期诱导甘菊开花过程中的表达特性进行了研究,以期探寻甘菊开花的分子机理,并以甘菊作为模式植物,初步阐述菊花光周期途径开花的分子机理,为菊花花期改良的分子育种提供有价值的基因资源。本研究主要取得如下结果：1.建立了实验室栽培甘菊的方法。通过5水平完全随机区组设计试验,结果表明蛭石：草炭=1：1是甘菊较为理想的无土栽培基质,其在株高、侧根数及干、鲜重指标上都优于其它4组,有极显著差异；在珍珠岩：草炭=1：1的无土栽培基质中,植株的生理指标与河沙：蛭石=1：1、珍珠岩：蛭石=1：1及珍珠岩：蛭石：草炭=1：1：1三种处理存在极显著差异,也较为适合甘菊栽培。在人工气候室中采用蛭石为播种基质,蛭石：草炭=1：1为栽培基质,保持温度20～22℃,光照强度为2500-35001x和相对湿度30～40%,进行长日照（14h／10h）养护和短日照（12h／12h）处理。2.找到了诱导甘菊花发育的短日照时数精准值。试验证实在人工气候室中对甘菊实生苗进行50d的长日照养护（甘菊植株长至6片真叶）和30d的短日照处理,甘菊植株即可现蕾。石蜡切片结果显示甘菊顶芽在短日照处理后10d左右开始花芽分化,19d后小花开始分化,32d后基本完成花芽分化。对生长一致的甘菊组培苗进行9、10、11、12、13、14h的不同光周期处理,结果证实甘菊组培苗所需要的现蕾时间明显短于实生苗需要的光周期日数,最早的仅需要30d的长日照养护和10d的短日照处理即可现蕾。3.获得了甘菊FT同源基因的全长cDNA序列。根据已知的FT蛋白保守的氨基酸序列设计引物,利用RT-PCR和RACE技术,首次获得了甘菊中FT同源基因的全长cDNA序列,命名为CIFT （GenBank登录号为GU120195）。该序列长为837bp,包括一个完整开放阅读框,编码174个氨基酸,以及302bp的3’UTR区。同时还获得了菊花‘丽金’FT同源基因中间片段212bp及瓜叶菊‘小丑’（Senecio cruentus ’Jester’）FT同源基因中间片段210bp（GenBank登录号为GU189418,命名为ScFT）。4.对甘菊CIFT基因全长cDNA序列结构及功能进行了分析。甘菊ClFT基因推测的氨基酸序列中包含70～74残基间的D-P-D-x-P模块、86位的His残基和116-119残基间的G-x-H-R模块,这些保守序列均与配体结合位点的形成有关。该推测氨基酸与其他物种一致性在60%以上,与旁系同源基因在不同物种中与物种演变的进化顺序相同。5.初步获得了甘菊CIFT基因表达模式的信息。半定量RT-PCR试验结果显示,CIFT基因在甘菊植株茎、叶、花蕾和花序中均有表达,在茎和花蕾中表达量最高,其次是叶,最次是花序；长日照条件下甘菊叶片中ClFT基因表达量微弱,经短日照诱导表达量显著提高,但短日照诱导不同时间中,均有较高水平的表达,表达量的差异不显著。上述结果证实CIFT基因与光周期诱导甘菊开花有密切关系,且在成花诱导和花芽分化过程中始终保持较高的表达水平,可诱导甘菊开花。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 缩写词英汉对照
• 1 高等植物成花概述
• 1.1 高等植物成花研究
• 1.1.1 高等植物花发育
• 1.1.2 高等植物成花诱导
• 1.1.3 高等植物成花途径研究
• 1.2 光周期途径诱导植物开花研究
• 1.2.1 光周期现象研究
• 1.2.1.1 光周期现象的发现
• 1.2.1.2 光周期的反应类型
• 1.2.1.3 临界日长
• 1.2.2 光周期影响高等植物开花机理
• 1.2.2.1 光周期诱导
• 1.2.2.2 光周期刺激的感受和传导
• 1.2.2.3 拟南芥光周期途径研究现状
• 1.2.2.4 菊花花期调控研究现状
• 1.3 光周期反应中高等植物FT同源基因作用机理
• 1.3.1 光周期诱导高等植物成花相关基因的研究现状
• 1.3.2 高等植物FT同源基因研究现状
• 1.3.2.1 高等植物中FT同源基因的分离
• 1.3.2.2 高等植物成花中FT同源基因的功能分析
• 1.4 问题与展望
• 1.5 本文设计思想和技术路线
• 1.5.1 本文设计思想
• 1.5.2 技术路线
• 2 光周期诱导甘菊成花试验
• 2.1 甘菊无土栽培基质试验
• 2.1.1 材料与方法
• 2.1.1.1 植物材料
• 2.1.1.2 供试基质
• 2.1.1.3 试验方法
• 2.1.2 结果分析
• 2.1.2.1 不同栽培基质对甘菊地上部分营养生长的影响
• 2.1.2.2 不同栽培基质对甘菊根生长的影响
• 2.1.2.3 不同栽培基质对甘菊干、鲜重的影响
• 2.1.3 结果与讨论
• 2.2 短日照诱导甘菊花芽分化观察
• 2.2.1 材料与方法
• 2.2.1.1 植物材料
• 2.2.1.2 试验方法
• 2.2.2 结果及分析
• 2.2.2.1 甘菊种子萌发率
• 2.2.2.2 诱导甘菊花芽分化的光照条件
• 2.2.2.3 甘菊花芽分化营养生长条件
• 2.2.2.4 甘菊花芽分化及形态建成过程观察
• 2.2.3 讨论
• 2.3 短日照诱导甘菊成花日照时数和日数试验
• 2.3.1 材料与方法
• 2.3.1.1 供试材料
• 2.3.1.2 试验方法
• 2.3.2 结果与讨论
• 2.4 小结
• 3 甘菊ClFT基因的分离与表达分析
• 3.1 甘菊ClFT基因的分离
• 3.1.1 材料及方法
• 3.1.1.1 植物材料
• 3.1.1.2 菌株、大肠杆菌感受态细胞和质粒
• 3.1.1.3 引物及测序
• 3.1.1.4 其他试剂
• 3.1.1.5 甘菊总RNA的提取和cDNA的合成
• 3.1.1.6 甘菊中FT同源基因的分离
• 3.1.1.7 菊花、瓜叶菊FT同源基因片段的分离
• 3.1.2 结果及分析
• 3.1.2.1 甘菊ClFT基因cDNA全长的扩增
• 3.1.2.2 甘菊ClFT基因编码的蛋白质生物信息学分析
• 3.1.2.3 菊花、瓜叶菊FT同源基因片段扩增
• 3.2 甘菊ClFT因的表达分析
• 3.2.1 材料及方法
• 3.2.1.1 植物材料
• 3.2.1.2 试验方法
• 3.2.2 结果与讨论
• 3.3 小结
• 3.4 讨论
• 4 结论
• 4.1 甘菊无土栽培基质筛选
• 4.2 甘菊成花日数、时数研究
• 4.3 甘菊ClFT基因分离及表达研究
• 4.4 菊花、瓜叶菊中FT同源基因片段的分离
• 4.5 下一步工作展望
• 参考文献
• 个人简介
• 获得成果目录清单
• 导师简介
• 致谢