不同生殖型悬铃叶苎麻赤霉素代谢关键基因的表达分析

摘要

赤霉素作为一种重要的植物内源性激素，在植物的生长发育、雄花分化等方面具有重要的作用。近来的研究发现，赤霉素在无融合生殖方面具有一定的作用。本研究拟根据已收集的悬铃叶苎麻种质作为研究材料，首先利用流式细胞术检测染色体倍性并分析生殖类型。然后用实时荧光定量 PCR对不同倍性的悬铃叶苎麻中赤霉素代谢关键基因进行定量表达分析，由此探讨赤霉素对花发育和无融合生殖的影响，为悬铃叶苎麻无融合生殖遗传基础的研究和分子机理探索提供一定的参考。
　　流式细胞术检测悬铃叶苎麻染色体倍性水平及生殖类型的研究表明：悬铃叶苎麻种子的最适细胞核解离液是Galbraith解离液，在悬铃叶苎麻中存在二倍体、三倍体以及四倍体；其中二倍体具有有性生殖和兼性无融合生殖两种类型，三倍体是专性无融合生殖，四倍体是兼性无融合生殖。研究首次检测到了四倍体的悬铃叶苎麻并确定了其生殖方式。
　　在基因表达分析研究中，本文首先利用改良 CTAB法提取了悬铃叶苎麻叶片及花序的总RN A，并逆转录成 c DNA。然后根据悬铃叶苎麻转录组的注释信息找到了19条与赤霉素代谢相关的Unigene（包括6个BtGA2ox基因、2个BtGA20ox基因、3个BtGA3ox基因、3个BtDELLA基因、3个BtGASA基因、2个BtGID1基因）并依据它们的序列设计引物，利用实时荧光定量PCR对不同生殖型悬铃叶苎麻的叶和花的不同生长时期进行基因表达分析，结果表明：
　　1.营养生长时期，与其它3种种质材料不同，无花悬铃叶苎麻植株中BtGA2ox基因、BtDELLA基因高表达而BtGA20ox基因、BtGA3ox基因、BtGID1基因相对低表达量使得活性赤霉素的量严重减少，由此可能导致了悬铃叶苎麻的矮化，花器官不分化。
　　2.在无融合生殖植株的花序中，BtGA2ox-1基因、BtGA3ox基因的表达量在花蕾I期开始明显升高，而且 BtGID1-1基因的表达量也相应升高，表明GA合成的上升和信号传导的加强，从而促进无融合植株中二倍体孢子生殖的发育。
　　3.在无融合生殖植株中，BtGASA-2、BtGASA-3基因在花序中各个时期的相对表达量都较高，但在叶中各个时期的相对表达量都较低，而在有性生殖二倍体的叶和花序中BtGASA基因在各个时期的相对表达量都较低。以上结果表明BtGASA-2、BtGASA-3基因很可能与无融合生殖的发育有关。

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第一章 引 言

1 .1 悬铃叶苎麻与无融合生殖研究概况

1 .2 赤霉素简述

1 .3 流式细胞术简述

1 .4 基因的表达分析

1 .5 本论文研究的意义和目的

第二章 悬铃叶苎麻的倍性分析

2 .1 材料与仪器

2 .2 试验方法

2 .3 结果与分析

2 .4 讨论

2 .5 小结

第三章 赤霉素代谢关键基因的表达分析

3 .1 试验材料

3 .2 主要试剂及器材

3 .3 试验方法

3 .4 结果与分析

3 .5 讨论

3 .6 小结

第四章 全文结论

参考文献

附录

致谢

作者简历