高溫脅迫下甘藍型油菜發(fā)育種子相關基因的差異表達研究.pdf

1、甘藍型油菜是我國乃至全世界重要的油料作物。隨著氣候變暖趨勢的不斷發(fā)展，油菜成熟期“高溫逼熟”現(xiàn)象越來越大地影響油菜的產量和質量。本試驗就甘藍型油菜在成熟期經常發(fā)生的高溫逼熟現(xiàn)象展開研究，在基因表達水平上探索高溫脅迫引起的基因差異表達，以期初步探索高溫脅迫影響甘藍型油菜品質性狀在表達水平的差異，從而為將來的育種工作打下良好的基礎。本研究以2007年21個農藝性狀整齊的甘藍型油菜的高世代純合自交系作為實驗材料，在自動控制的溫室中作常溫和高溫

2、模擬控制試驗?？刂苾山M平行材料分別種植在兩個同樣構造的小溫室中，每份材料各種植40株，設兩個重復。溫室采用人工控制溫度、光照、濕度、水肥等生長條件，兩個溫室環(huán)境控制除溫度以外一律相同。在角果期(花后20天)對實驗組進行高溫脅迫處理。 ㈠采集花后30天物質合成正處于高峰期的幼嫩的種子作為差異顯示的材料。種子成熟后，收集各株系種子測定其含油量、蛋白質含量、可溶性糖含量、以及千粒重；通過分析篩選出高溫敏感型甘藍型油菜株系R54、R64

3、和R65和高溫鈍感型的甘藍型油菜R51、R60、R67和R69。 ㈡選取高溫敏感(R54)和高溫鈍感株系(R60)的甘藍型油菜各一個株系的花后30天的種子提取RNA。經反轉錄成cDNA后采用AseⅠ和TaqⅠ兩種限制性內切酶消化，連接接頭后利用cDNA—AFLP法從256對特異擴增引物組合擴增出的基因表達片段中找到5組穩(wěn)定重復出現(xiàn)的差異表達片段；回收、測序并在NCBI基因庫中比對分析。其中有3組實驗所得片段在基因庫中可以找到序列

4、同源片段，這些片段可能反映油菜在高溫脅迫下的差異表達。其中一組與擬南芥某蛋白酶結構域的序列同源，一組與甘藍型油菜的線粒體基因組DNA序列同源，另外一組暫時沒有與其相關功能的報道。用2008年材料做RT—PCR驗證，結果表明實驗所得差異片段在高溫影響脅迫下表達量相對下調。 ㈢前人對熱激蛋白的研究發(fā)現(xiàn)，熱激蛋白HSP70也在線粒體中發(fā)揮作用。線粒體是生物體內能量代謝的最主要的細胞器，所以推測本實驗所得與甘藍型油菜線粒體基因組同源的片

5、段可能在線粒體對高溫脅迫的反應過程中特異表達，協(xié)同熱激蛋白的合成，共同調節(jié)和應對高溫脅迫作用，而且可能與植物體在高溫脅迫下的能量代謝相關。另外一組與擬南芥某蛋白酶序列同源，蛋白酶參與細胞內蛋白質代謝；可能與熱激蛋白的代謝過程和作用機制有關。還有一組其具體的作用機理還不明確。盡管要詳細說明甘藍型油菜感受高溫時的反應機理和過程還需進一步的研究，但本研究所獲差異表達片段能在一定程度反映高溫脅迫下甘藍型油菜的基因的差異表達，其序列信息對植物在高