擬南芥種子大小性狀基因的克隆及其在煙草中的轉(zhuǎn)化.pdf

1、植物種子的大小性狀在很大程度上影響著作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，通過基因工程的手段來改變種子的大小性狀，對于作物遺傳性狀的改良有著重要意義。本實(shí)驗(yàn)從野生型擬南芥(Arobidopsis thaliana L.)的基因組中克隆調(diào)控種子大小性狀的三個(gè)基因SHB1，IKU2和MINI3，并對三個(gè)基因的氨基酸序列結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，然后構(gòu)建相應(yīng)的轉(zhuǎn)化載體，轉(zhuǎn)化模式植物煙草，均獲得了轉(zhuǎn)基因植株，探討利用這三個(gè)基因改良植物種子大小的可行性，為作物的遺傳改良提供理論

2、依據(jù)，主要研究結(jié)果如下:
　　1、從野生型擬南芥的基因組中克隆到了調(diào)控種子大小性狀的三個(gè)基因SHB1、IKU2和MINI3，長度分別為3067 bp、3460bp和2249 bp。生物信息學(xué)分析表明，SHB1基因編碼一條長度為745aa的多肽鏈，包含一個(gè)N末端SPX功能域和一個(gè)C末端EXS家族;IKU2基因編碼一條長度為977aa的多肽鏈，含有三個(gè)超級家族，N端有兩個(gè)LRR序列和一個(gè)類PKc超級家族;MINI3基因編碼一條長度為4

3、85aa的多肽鏈，只含有一個(gè)WRKY結(jié)構(gòu)域。
　　2、將SHB1，IKU2和MINI3三個(gè)基因構(gòu)建成遺傳轉(zhuǎn)化載體pBIlop2PTnap SHB1，pBIlop2PTnap IKU2和pBIlop2PTnapMINI3，以Bar基因?yàn)楹Y選標(biāo)記，通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)法導(dǎo)入野生型煙草（Nicotiana benthamiana），并得到了相應(yīng)的轉(zhuǎn)基因煙草植株。
　　3、三個(gè)基因的轉(zhuǎn)化植株T0代種子的重量比較分析得到，轉(zhuǎn)SHB1基因植株

4、的種子重量均高于野生型，與在擬南芥中的研究結(jié)果相同，種子重量的增加達(dá)極顯著水平;轉(zhuǎn)IKU2基因和MINI3基因植株中，大部分轉(zhuǎn)化植株種子的重量增加，這部分與預(yù)期結(jié)果相同，其余的轉(zhuǎn)化植株卻低于對照，這與所預(yù)期的結(jié)果相反，t測驗(yàn)表明，與野生型相比，轉(zhuǎn)IKU2基因植株的種子重量達(dá)極顯著水平，而轉(zhuǎn)MINI3基因種子的差異不顯著。
　　4、從轉(zhuǎn)化植株種子的長寬性狀分析，轉(zhuǎn)SHBI基因植株的性狀表現(xiàn)更明顯，所獲的8個(gè)轉(zhuǎn)基因植株，其長度寬度基本

5、都高于野生型，達(dá)到顯著水平，這與在擬南芥中研究結(jié)果類似;轉(zhuǎn)IKU2基因獲得的20個(gè)轉(zhuǎn)化植株中，種子長度長于對照的有9個(gè)，差異不顯著，寬度比對照寬的有17個(gè)，達(dá)顯著水平;在轉(zhuǎn)MINI3基因的獲得10個(gè)轉(zhuǎn)化植株中，有6個(gè)轉(zhuǎn)化植株的長度長于對照，也有6個(gè)轉(zhuǎn)化事件的寬高于野生型對照，與重量性狀的表現(xiàn)類似，MINI3轉(zhuǎn)化株在長寬性狀上的變化不顯著。
　　5、綜合來看，SHB1，IKU2和MINI3三個(gè)基因在改變種子重量的同時(shí)，也改變了種子的