毛白杨PtMADS4和PtMADS5基因的克隆与遗传转化

论文摘要

杨属树树种是世界上广泛栽培的重要树种之一。继拟南芥和水稻之后,毛果杨树是第三个测定全序列的植物。杨树全基因组计划地完成,了解木本植物的生物学特性提供了技术基础。我们试图通过分离与开花诱导有关的因子,来研究木本植物的童期形成的机制。本实验以毛白杨花芽为材料,通过RT-PCR结合RACE的方法克隆得到了两个MADS盒基因,命名为PtMADS4（DQ789398）和PtMADS5（DQ646480）。氨基酸序列分析显示PtMADS4和PtMADS5与其他物种已知的MADS盒基因在MADS结构域高度一致,具有典型的MADS-box结构特征。同源树分析显示PtMADS4氨基酸序列与拟南芥MADS盒蛋白SEP1和SEP2同源性最高,均为78﹪。同源树分析显示PtMADS5属于SOC1亚家族,PtMADS5与SOC1的同源性较高,达67﹪。以pBI121为表达载体,在35S启动子下游,正向插入PtMADS5 ,构建出其正义表达载体。以3’端非编码区和少部分编码区为目标片段构建了PtMADS5反义表达载体。在MS+ 6-BA 0.25 mg/L + ZT 0.25 mg/L + IAA 0.25 mg/L培养基上,用农杆菌介导的方法转化毛白杨,用卡那霉素进行筛选,获得了抗性植株,。超表达PtMADS5基因植株出现为节间缩短,整株矮化,叶片畸形,在培养期内没有开花。RT-PCR检测分析显示PtMADS5在茎、花、木质部、韧皮部和形成层中表达。反义表达的PtMADS5基因植株,叶片皱。因此,在木本植物中PtMADS5基因的作用是多方面的。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 植物开花诱导研究进展
• 1.1.1 顶端分生组织向开花阶段的转化
• 1.1.2 开花诱导信号的整合
• 1.1.3 花分生组织特征基因
• 1.1.4 开花时间调节途径中的几个重要MADS-box 基因
• 1.2 木本植物的童期调控
• 1.3 本研究的意义
• 2 实验材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 植物材料
• 2.1.2 菌株和质粒
• 2.1.3 酶和生化试剂
• 2.1.4 PCR 引物
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 总RNA 提取
• 2.2.2 目的基因的获得
• 2.2.3 表达载体的构建和转化农杆菌
• 2.2.4 农杆菌介导的毛白杨遗传转化
• 2.2.5 转基因植株的检测和表型分析
• 3 结果与分析
• 3.1 PtMADS4 基因的克隆
• 3.2 PtMADS4 基因的全序列和同源性分析
• 3.3 PtMADS5 基因的克隆
• 3.4 PtMADS5 基因的全序列和同源性分析
• 3.5 PtMADS5 基因在毛白杨植株不同部位的表达分析
• 3.6 PtMADS5 基因的表达载体的构建
• 3.6.1 PtMADS5 转基因植株的表型
• 3.6.2 PtMADS5 基因的毛白杨植株叶片外植体对光照的响应
• 4 讨论
• 4.1 PtMADS4 属于SEP 类的成员
• 4.2 PtMADS5 属于SOC I 同源基因
• 4.3 PtMADS5 的功能
• 5 结论
• 5.1 PtMADS4 划为SEP 类的同源基因
• 5.2 PtMADS5 属于SOC I 同源基因
• 5.3 PtMADS5 基因功能
• 附录
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文情况