地被菊匍匐莖橫向重力性相關(guān)基因的發(fā)掘.pdf

1、地被菊是一種兼具綠化、美化、彩化和香化功能的菊花新品種群，株型低矮或匍匐，但匍匐型品種奇缺。本課題組近年來選育出了一批株型完全匍匐、莖節(jié)部著生氣生根、生長旺盛的新品種，具有較高的園林應(yīng)用價值。在影響植物生長的眾多環(huán)境因子(光、溫度、水分、營養(yǎng)條件及其它生物等)中，重力是決定高等植物形態(tài)最重要的環(huán)境因子之一。大量研究表明植物枝條的生長方向是光和重力調(diào)控莖生長的結(jié)果，大多數(shù)匍匐生長突變體都與其地上部的重力喪失或鈍感有關(guān)。然而，目前關(guān)于地被菊

2、匍匐生長特性形成的機理尚不明確。本研究采用分子生物學手段構(gòu)建了匍匐莖彎曲部位的基因文庫，探討了匍匐莖彎曲部位基因表達的特點并對目標基因進行了克隆和表達分析研究，以期揭示匍匐莖形成的分子機理。主要結(jié)果如下：
　　 ⑴以重力處理后的菊花莖組織向地側(cè)cDNA為檢測子/驅(qū)動子(Tester/Driver)，背地側(cè)cDNA為驅(qū)動子/檢測子(Driver/Tester)進行正反向差減雜交，差減PCR產(chǎn)物克隆轉(zhuǎn)化，分別構(gòu)建了兩個差異表達cDN

3、A文庫(向地側(cè)LSSH和背地側(cè)USSH)。將SSH文庫克隆的PCR產(chǎn)物點膜與32P同位素探針標記，斑點雜交篩選出43個陽性克隆，獲得的43個陽性克隆采用載體通用引物進行序列測定都取得了成功，去除載體后對序列進行聚類分析后只獲得代表同一個轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的3個序列的Contig(重疊群)，其余40個序列都為singletons(單元素).采用BlASTn，BlASTx，COG等生物學分析軟件對陽性克隆序列進行生物學信息處理與分析后可以分成41個基

4、因族(其中22個來自匍匐莖背地側(cè)，19個來自向地側(cè))，核苷酸序列在NCBI上的登錄號為FS999558-FS999598。這些受重力刺激表達的基因覆蓋了植物生長的許多方面，多數(shù)與細胞壁的生物合成相關(guān)，例如微管蛋白、枯草桿菌蛋白酶、谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶、擴張蛋白、脂質(zhì)轉(zhuǎn)移酶，這些基因在向地側(cè)或背地側(cè)的差異表達可能導致了匍匐莖的向重性彎曲生長。另外一些與離子轉(zhuǎn)運相關(guān)的基因也因重力的刺激出現(xiàn)了特異表達，例如硼轉(zhuǎn)運蛋白和鋅轉(zhuǎn)運蛋白。
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5、通過RT-PCR、RACE技術(shù)從地被菊‘雨花金華’中成功克隆了一個β微管蛋白基因，命名為CmTUB，基因登錄號為AB608732。序列分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，地被菊‘雨花金華’CmTUB基因cDNA全長為1544bp，編碼446個氨基酸，氨基酸序列由一個包含198個氨基酸殘基的GTPase結(jié)構(gòu)域和138個氨基酸殘基的C-端組成，并包含6個與微管蛋白連接相關(guān)的功能域。系統(tǒng)進化樹分析表明與棉花等雙子葉植物親緣關(guān)系較近.熒光定量PCR分析結(jié)果表明，Cm