拟南芥GA2oxl基因超量表达对矮牵牛株型的影响及其茎特异表达载体构建

摘要

观赏植物的高度控制可实现增加观赏性的目的。控制植物高度,培育具有矮化性状的新型花卉,将会极大地拓展花卉产业的发展空间。可用来控制植物高度的目标基因很多,其中多数为影响赤霉素合成的基因。赤霉素(Gibbeerliin,GA)是最重要的控制植物高度的生长激素,GA2-氧化酶是赤霉素代谢途径中的关键调节酶,可催化具生物活性的GA转变为非活性的GA。通过GA2-氧化酶的超量表达,可降低内源GA含量,从而达到植株矮化的目的。赤霉素不仅促进茎的伸长生长,亦对开花结实产生影响。超量表达GA2-氧化酶基因在降低植株高度的同时,也出现了由于赤霉素含量减少而带来的开花、结实异常的问题,采用特异启动子控制赤霉素基因特异性表达是解决该问题的较好选择。
　　 本研究拟克隆拟南芥中的GA2-氧化酶基因、茎特异表达启动子,构建GA2-氧化酶基因超表达载体与茎特异表达载体,采用农杆菌介导法转化矮牵牛,获得具矮化性状的转基因植株。利用特异启动子调控GA2-氧化酶基因在植株特定器官表达,使赤霉素含量的变化局限在茎一个器官中,克服赤霉素多效性带来的对植株开花、结果造成的负面影响,培育出具有矮化性状观赏性强的花卉新品种。
　　 本文克隆了拟南芥赤霉素氧化酶-2基因(AtGA2ox1)、构建了AtGA2ox1超表达载体;克隆了拟南芥茎特异表达基因(At3g56700)的启动子序列,构建了启动子与赤霉素基因连接融合的特异表达载体。对矮牵牛进行遗传转化,观察AtGA2ox1超表达对矮牵牛生长发育的影响,以及特异启动子的实际应用效果。
　　 本实验的主要工作与结果如下:
　　 1.克隆了AtGA2ox1基因序列,该序列长度为1224bp。
　　 2.构建了AtGA2ox1超表达载体pCMF501,对矮牵牛进行遗传转化,获得转基因株系14个,观察AtGA2ox1超表达对植株高度造成的影响。
　　 3.克隆了拟南芥茎特异表达基因(At3g56700)的启动子序列,该启动子序列大小为2147bp。
　　 4.构建了AtGA2ox1、At3g56700启动子连接融合的特异表达载体pBMF712。