茄子单性结实生理特性及SAMs和SAMDC的克隆研究

摘要

茄子（Solanum melongenaL.）的发源地是印度，在4-5世纪传入东亚。我国是世界上茄子栽种面积最大的地区，超过世界的茄子种植面积的50％。单性结实茄子在反季栽培中能降低授粉受精不良而导致落花落果现象，明显提高茄子产量。本研究对茄子单性结实生理特性及遗传规律进行探讨，以期为茄子单性结实育种提供理论依据。
　　本实验通过对茄子单性结实品系D-7-1和非单性结实品系142的幼果发育生理指标及多胺含量的变化的研究，发现如下:
　　1.碳氮积累及相关氧化酶与单性结实的关系
　　1.1在幼果发育过程中，单性结实品系中可溶性糖含量比非单性结实品系高。可溶性蛋白质含量在单性结实与非单性结实幼果之间存在差异，且单性结实株系比非单性结实株系含量高。说明单性结实茄子子房比非单性结实茄子子房积累了更多的营养物质，为结实打基础。
　　1.2在幼果发育过程中，单性结实品系SOD酶和POD酶活整体上低于非单性结实品系。说明了单性结实品系去柱头处理的子房可正常发育成果实与SOD酶和POD酶活具有一定的关系。
　　1.3在果实发育过程中，CAT酶活整体上低于非单性结实品系;CAT酶活性在茄子果实发育过程中呈现先升高后降低再升高的趋势，说明低CAT酶活与茄子果实发育影响不大，它更主要的作用在于清除子房衰老过程中产生的H2O2。
　　2.研究植物多胺(Spd、Spm、 Put)与茄子单性结实的相关性
　　2.1在幼果发育过程中，较高水平多胺(PAs)、腐胺(Put)、亚精胺(Spd)果实发育初期可促进单性结实的发生，与单性结实的关系由大到小分别是腐胺(put)、亚精胺(spd)、精胺(spm)。
　　3.SAMs和SAMDC的克隆与表达分析
　　3.1根据已公开的基因，设计同源引物，从茄子总RNA反转录的第一链cDNA中扩增得到的SAMs基因片段大小分别为1267bp，分别包含1182bp和1083b的开放阅读框，分别预计编码393个氨基酸残基，茄子中SAMs蛋白分子量为97.80kD，pI约为5.03;茄子SAMs与番茄SlSAMs的亲缘关系最近，与香瓜RcSAMs和川桑MnSAMs的亲缘关系最远;茄子SAMs为NMC型蛋白;茄子SAMs可能发生磷酸化的位点共有12个;在茄子SAMs的疏水区域分布均匀;茄子SAMs不含有信号肽，不属于胞外分泌蛋白或膜蛋白。
　　3.2根据已公开的基因，设计同源引物，从茄子总RNA反转录的第一链cDNA中扩增得到的SAMDC基因片段大小分别为1335bp，分别包含1083bp的开放阅读框，分别预计编码360个氨基酸残基，茄子中SAMDC蛋白分子量为90.30kD，pl约为5.07;茄子SAMDC与番茄SlSAMDC和马铃薯StSAMDC的亲缘关系最近，与蚕豆VfSAMDC以及蒺藜苜蓿MtSAMDC的亲缘关系最远;茄子SAMDC为NMC型蛋白;茄子SAMDC可能发生磷酸化的位点共有22个;在茄子SAMDC的疏水区域分布均匀;茄子SAMDC不含有信号肽，不属于胞外分泌蛋白或膜蛋白。
　　4.SAMs基因和SAMDC基因在不同茄子品系幼果期的定量表达分析
　　4.1对不同品系茄子SAMs和SAMDC基因在茄子不同品系和不同幼果期中的定量表达，分析表明SAMs和SAMDC表达量在茄子果实发育过程中呈现先升高后降低的趋势，其中SAMs和SAMDC基因在单性结实品系的表达量高于非单性结实品系，这一趋势与多胺的变化趋势一致。说明了SAMs和SAMDC均与茄子的幼果发育有关。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 单性结实研究概况

1．1．1 单性结实资源

1．1．2 单性结实的生理特性

1．2 多胺研究概况

1．2．1 多胺在植物体内的合成

1．2．2 多胺合成途径中的基因

1．3 实时定量PCR技术

1．3．1 实时定量PCR技术的研究进展

1．3．2 实时定量PCR技术的用途

1．4 研究背景及意义

1．4．1 研究背景及意义

1．4．2 研究的内容

1．4．3 技术路线

第二章 引言

第三章 单性结实与相关氧化酶及碳氮积累的关系

3．1 试验材料

3．1．1 材料栽培

3．1．2 材料处理

3．1．3 主要生化试剂

3．1．4 主要仪器

3．2 试验方法

3．2．1 生理指标的测定

3．3 结果与分析

3．3．1 可溶性蛋白含量的变化

3．3．2 游离氨基酸含量的变化

3．3．3 可溶性糖含量的变化

3．3．4 淀粉含量的影响

3．3．5 SOD酶活性的变化

3．3．6 POD酶活性的变化

3．3．7 CAT酶活性的变化

3．4 讨论

第四章 单性结实与多胺的关系

4．1 试验材料

4．1．1 材料栽培

4．1．2 材料种植

4．1．3 主要生化试剂

4．1．4 主要仪器

4．2 多胺的提取及测定

4．2．1 多胺的提取

4．3．结果与分析

4．3．1 内源腐胺含量的变化

4．3．2 内源精胺含量的变化

4．3．3 内源亚精胺含量的变化

4．3．4 内源多胺含量的变化

4．4 讨论

第五章 SAMs和SAMDC基因的克隆

5．1 材料

5．1．1 植物材料

5．1．2 菌种与载体

5．1．3 引物

5．1．4 主要生化试剂

5．1．5 主要仪器

5．2 试验方法

5．2．1 植物材料的处理与取材

5．2．2 总RNA提取

5．2．3 RNA的纯度及其浓度检测

5．2．3 第一链cDNA合成

5．2．4 单性结实相关调控基因的PCR反应

5．2．5 PCR产物回收

5．2．6 PCR目的片段的克隆

5．2．7 多胺合成酶基因的序列分析

5．3 SAMs和SAMDC的Real Time PCR分析

5．4 茄子总RNA提取

5．5 茄子SAMs基因的克隆与序列分析

5．5．1 茄子SAMs的克隆

5．5．2 茄子SAMs的生物信息学分析

5．5．3 茄子SAMDC基因的克隆

5．5．4 茄子SAMDC的生物信息学分析

5．6 SAMs和SAMDC基因在茄子的表达分析

5．6．1 SAMs基因在茄子不同品种的表达分析

5．6．2 SAMDC基因在茄子不同品种的表达分析

5．6．3 SAMs和SAMDC基因在茄子不同品种的表达分析

5．7 讨论

第六章 结论

6．1 植物多胺(Spd、Spm、Put)与茄子单性结实的关系

6．2 碳氮积累及相关氧化酶与单性结实的关系

6．3 成功克隆了茄子SAMs的全长基因

6．4 成功克隆了茄子SAMDC的全长基因

6．5 SAMs和SAMDC基因在茄子的表达分析

6．5．1 SAMs在茄子不同品系的表达特性

6．5．2 SAMDC在茄子不同品系的表达特性

参考文献

致谢

在学期间发表论文

在读期间参加的科研项目