矮牽牛單重瓣相關基因的序列比較分析及功能驗證.pdf

1、有關花發(fā)育的研究一直是植物領域中的研究熱點，從二十多年前ABC模型的提出，到現(xiàn)在的ABCDE模型，該理論研究仍在不斷的拓展和深入。重瓣花作為一類高觀賞價值與高經(jīng)濟價值的植物材料，一直是品種培育的目標之一。對于其形成機理，人們進行了大量的研究，其中多是基于花發(fā)育的模型，利用正向遺傳學與反向遺傳學的方法對植物材料進行研究，研究成果多集中在B類基因與C類基因上。對于矮牽牛而言，作為研究花發(fā)育的模式植物之一，其重瓣花的性狀表現(xiàn)為雄蕊瓣化和雄蕊數(shù)

2、目的增多。已有研究證明C類基因PMADS3和FBP6的功能同時缺失可以將雄蕊轉變?yōu)榛ò?，同時失去花分生組織的決定性，但是花器官的數(shù)目并沒有增多。于是我們推測，在矮牽牛重瓣花的形成過程中，還有其他基因的共同參與。遂本實驗室以保存的單重瓣矮牽牛近等基因系為材料，在先期進行了抑制消減雜交分析，基因芯片分析，實時定量PCR分析等一系列實驗，獲得了一些與單重瓣形成有關的基因:PMADS3(gi|313112), FBP6(gi|374086023

3、),PMADS12(gi|34452082), FBP20（gi|13384053），scPD4（gi|227581095），sshPD1（gi|20492）。本實驗的目的即對這些基因進行分析和功能驗證。
　　本研究主要內容包括：⑴分別以單瓣矮牽牛與重瓣矮牽牛的基因組DNA為模版?？寺×艘韵滦蛄?PMADS3的啟動子與基因全長，F(xiàn)BP6的啟動子與第二內含子，PMADS12的啟動子，F(xiàn)BP20的啟動子，scPD4的啟動子，sshPD

4、1的啟動子。比較這些序列在單瓣矮牽牛與重瓣矮牽牛之間存在的差異，結果表明上述序列在單瓣矮牽牛與重瓣矮牽牛之間不存在顯著差異，特別是關鍵元件的位點上不存在差異。⑵根據(jù)上述基因在單重瓣矮牽牛中的表達量差異，運用Gateway技術構建了PMADS12，F(xiàn)BP20，scPD4，sshPD1的干涉載體，并轉化矮牽牛W115，獲得轉基因植株PMADS12干涉載體23棵，F(xiàn)BP20干涉載體18棵，scPD4干涉載體20棵，sshPD1干涉載體28棵。

5、將前人構建好的PMADS12超表載體轉化矮牽牛W115，獲得轉基因植株12棵。對轉基因植株的園藝學性狀進行觀測，在一顆PAMDS12的超表植株上觀察到:雄蕊直接生長于花瓣上，花絲與花瓣融合。其他轉基因植株沒有發(fā)現(xiàn)與花發(fā)育相關的性狀，營養(yǎng)器官及植株的長勢也沒有發(fā)現(xiàn)與野生植株存在顯著差異。⑶根據(jù)上述結果，我們分析這些基因在單重瓣矮牽牛中的表達出現(xiàn)差異不是由它們的啟動子造成的。特別是已被證明與單重瓣形成直接相關的PMADS3與FBP6，它們的