外源开花素基因FT对洋桔梗的转化及育种研究

论文摘要

开花素假说是前苏联植物生理学家Chailakhyan在1936年提出的,这个假定的开花素分子的生理学性质很快被鉴定,但对它的分子性质的研究一直没有进展。对开花素的研究在2005年取得重大突破,德国和日本的学者分离得到FD（FLOWERING LOCUS D）基因,一种在茎尖与FT（FLOWERING LOCUS T）基因发生相互作用而促进开花的蛋白编码基因。直接将开花素分子指向了FT基因产物。2006-2007年发表了多篇文章,通过不同的方法证实FT蛋白是介导光周期变化的信号分子,可以从叶片经过维管组织运动到茎尖,与FD形成多聚体诱导开花。这些文章通过对番茄,拟南芥和水稻的研究得出FT蛋白就是开花素分子。在花卉的基因工程育种中,花期调控是重要的一个研究方向。近几年有关开花素研究的突破性进展使利用开花素基因进行花期调控成为可能。但植物中的信号传导通路及其复杂,单一的FT基因诱导得到的花是否正常,及其对不同花卉植物的开花时间的影响无法估计。本实验采用热激同时瞬时表达型和热激诱导后组成型表达的载体,将大豆热激蛋白启动子连接拟南芥或杨树的FT基因对洋桔梗进行转化,在转化植株生长到一定阶段后诱导FT的表达,从而对外源FT基因对洋桔梗开花的影响进行研究,并对瞬时表达和组成型表达的影响进行对比。本实验分别获得了pK2GW7-AtFT转化植株12个品系,pK2GW7-PttFT1转化植株9个品系,pJCGLOX-AtFT转化植株18个品系,pJCGLOX-PttFT1转化植株13个品系,并初步获得了表达拟南芥FT基因的愈伤组织开花的表型,初步证明拟南芥的FT基因可以诱导洋桔梗在愈伤组织阶段的开花,为进一步的研究奠定了基础。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 光周期性与开花
• 1.1.1 植物开花的调节模式
• 1.1.2 植物的生物钟反应
• 1.1.3 植物光周期反应相关的光受体
• 1.1.4 光信号与生物钟信号的整合
• 1.2 春化途径
• 1.2.1 FRI和FLC基因
• 1.2.2 ELF7、ELF8、VIP4 和EFS基因
• 1.2.3 VRN1、VRN2 和VIN3 基因
• 1.3 自主途径（autonomous pathway）
• 1.4 赤霉素（Gibberellin，GA）途径
• 1.5 开花素假说
• 1.5.1 开花素假说的提出
• 1.5.2 有关开花素的研究进展
• 第二章 利用农杆菌介导法将FT基因导入洋桔梗
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 材料
• 2.1.2 质粒和菌株
• 2.2 培养基
• 2.2.1 农杆菌培养基
• 2.2.2 洋桔梗组织培养基及农杆菌转化所用培养基
• 2.3 实验设计
• 2.4 洋桔梗遗传转化方法及步骤
• 2.4.1 药剂配制
• 2.4.2 质粒的检测
• 2.4.3 大肠杆菌感受态制备（Inoue法）
• 2.4.4 质粒拯救（plasmid rescue）
• 2.4.5 农杆菌的保存及活化
• 2.4.6 农杆菌浸染液的制备
• 2.4.7 外植体的浸染转化
• 2.4.8 共培养
• 2.4.9 脱菌筛选培养
• 2.4.10 抗性芽的伸长
• 2.5 质粒拯救结果
• 2.5.1 Inoue法制备的大肠杆菌感受态与CaC12法的对比
• 2.5.2 质粒拯救结果
• 2.5.3 质粒拯救得到的pK2GW7-PttFT1 对农杆菌的电转化
• 2.6 农杆菌侵染的效果
• 2.7 抗生素筛选浓度对抗性愈伤组织的影响
• 2.7.1 卡那霉素对野生型叶盘外植体生长的影响
• 2.7.2 卡那霉素浓度对转化愈伤组织及出芽的影响
• 2.7.3 头孢霉素对洋桔梗愈伤组织增殖的影响
• 2.8 芽伸长培养
• 2.9 转化实验中获得的外源基因表达结果
• 2.9.1 实验现象
• 2.9.2 对此现象的重复实验验证
• 2.10 讨论
• 第三章 遗传转化体的分子及荧光检测
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 材料
• 3.1.2 主要仪器与试剂
• 3.2 方法
• 3.2.1 PCR检测
• 3.2.2 GFP荧光检测方法
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 洋桔梗抗性苗的PCR检测
• 3.3.2 GFP荧光检测结果
• 3.4 讨论
• 第四章 结论
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢