白菜开花相关基因BrFLCs复合近等基因系构建及FT/TSF基因进化分析

摘要

白菜类作物（Brassica rapa）是十字花科(Cruciferae)芸薹属（Brassica）植物，其品种繁多、分布很广、营养丰富，是我国及东亚地区重要的蔬菜作物和油料作物。开花性状是白菜类作物的重要农艺性状。白菜类作物有一年生和两年生之分，在开花时间上的具有丰富的遗传变异。先期抽薹是白菜生产中的重要问题，因此研究白菜类作物抽薹开花变异的分子遗传机制，将有助于耐先期抽薹性的改良。
　　FLOWERING LOCUSC(FLC)是控制抽薹开花的关键基因，白菜基因组中存在4个FLC基因。本文通过回交选择构建BrFLC1和BrFLC2的近等基因系，进而构建两个位点的复合近等基因系，以便在相同的遗传背景下研究BrFLC1和BrFLC2两个位点互作对开花调控的遗传效应，从而有助于白菜耐抽薹性的遗传改良。
　　TWIN SISTER OF FT(TSF)是FLOWERING LOCUST(FT)最近的同源基因，与FT行使相似的调控抽薹开花的功能。本文通过构建十字花科已完成全基因组测序的13个物种FT/TSF基因的系统进化树，探索FT/TSF基因在白菜中的起源和进化，为白菜BrFT/BrTSF基因的进一步研究提供参考。
　　本研究得到以下结论:
　　1.构建了一套白菜BrFLC1和BrFLC2位点不同基因型组合的复合近等基因系。利用课题组已有的在BrFLC1位点基因型为FLC1FLC1的BC2S6株系（L58为回交亲本，L203为供体亲本）和在BrFLC2位点基因型flc2flc2的BC2S6株系（L58为回交亲本，L143为供体亲本）分别与回交亲本L58连续回交3代和2代。回交后代通过目标基因的前景标记和全基因组范围的背景标记筛选，筛选出遗传背景纯合的BrFLC1近等基因系（FLC flc1 FLC2FLC2）单株和BrFLC2近等基因系（flc flc1 FLC2flc2）单株，进而将这两份近等基因系杂交，从后代中选择基因型为FLC flc1 FLC2flc2单株，进行自交。从自交后代中获得在BrFLC1和BrFLC2位点上的复合近等基因系材料，通过开花时间调查验证了BrFLC2的显性突变位点对BrFLC1具有上位效应的假设。
　　2.通过对13个已测序十字花科物种FT/TSF基因进化树分析及TSF基因启动子区域的保守序列分析和TSF基因的共线性分析，发现十字花科物种FT基因的进化关系与前人报道的的十字花科物种的进化关系一致;而TSF基因的进化有所不同，在十字花科祖先基因组中存在一个TSF基因，拟南芥的祖先继承了这拷贝，而在盐芥基因组中TS发生复制，复制出的TSF因发生分化，芸薹属丢失了祖先的TSF基因而继承了盐芥复制分化的TSF因。

目录

声明

摘要

英文缩略表

第一章 引言

1．1 拟南芥开花调控网络

1．1．1 春化路径

1．1．2 光周期路径和生物钟反应

1．1．3 赤霉素路径

1．1．4 自主路径

1．1．5 年龄路径

1．1．6 温度路径

1．2 芸薹属开花基因FLC、FT和CO的研究进展

1．2．1 芸薹属FLC基因的研究进展

1．2．2 芸薹属FT基因的研究进展

1．2．3 芸薹属CO基因的研究进展

1．3 近等基因系的构建

1．3．1 近等基因系构建的方法

1．3．2 近等基因系在育种研究中的应用

1．4 本文研究的目的和意义

第二章 白菜开花基因BrFLC1BrFLC2复合近等基因系构建

2．1 材料与方法

2．1．1 实验材料

2．1．2 基因组DNA的提取

2．1．3 BrFLC1和BrFLC2基因的前景选择

2．1．4 回交世代的背景选择

2．1．5 实验材料生长条件和开花时间调查

2．1．6 技术路线

2．2 结果与分析

2．2．1 亲本间多态性背景标记的筛选

2．2．2 BrFLC1和BrFLC2近等基因系的前景选择和各世代的基因组背景选择

2．2．3 开花表型调查

2．3 讨论

第三章 白菜开花相关基因FT／TSF的进化研究

3．1 材料与方法

3．1．1 基因组数据来源

3．1．2 FT和TSF基因确定

3．1．3 FT／TSF基因进化树构建

3．1．4 TSF启动子区域保守序列确定

3．1．5 TSF基因痕迹确定

3．2 结果与分析

3．2．1 十字花科物种FT和TSF基因进化分析

3．2．2 TSF启动子区域保守序列分布

3．2．3 TSF基因表达分析

3．2．4 十字花科已测序物种TSF基因共线性分析及进化模型

3．3 讨论

第四章 全文结论

4．1 白菜开花基因BrFLC1BrFLC2复合近等基因系构建

4．2 白菜开花相关基因FT／TSF的进化研究

参考文献

附录

致谢

作者简历