紫苏光周期反应与类LFY基因cDNA的克隆

摘要

紫苏是典型的短日照作物，光周期对紫苏的生长发育及与花发育相关基因的表达有着决定性的影响。本文研究了光周期对紫苏生长发育的影响，以及一个影响花发育关键基因片段的克隆和表达。 1.紫苏出苗后，采用夜间补光的方法，研究了补光光强与补光时间对紫苏生长发育的影响。结果表明，在补光光强3000lux以内，光强越强，株高越高、叶片数越多、开花越晚；在补光时间6h以内，时间越长，花芽分化越晚。对补光越敏感的紫苏，长时间补光，开花的延迟作用效果越明显。弱补光，以及10h光照更适宜于紫苏的快速繁殖。而对于其营养生长而言，以补光光强3000lux、补光时间6h为宜，采用普通日光灯即可满足，既能节约能源，又能使紫苏营养生长适中，提高产量。 2.根据上述研究的结果，采用每天10h和16h两种光照条件对紫苏进行处理，观测光周期对紫苏生长发育的影响。结果表明：与短日照条件下的相比，长日照条件下生长的供试材料叶片数增加，叶片增大，茎增粗，植株增高，开花延迟，这些性状可以作为光周期反应敏感特性的指标。 3.经显微镜观测，紫苏的花芽分化从萼片原基形成开始，到雌蕊形成为止，持续3-4d。以该时间段的花芽为实验材料，运用RT-PCR方法，克隆得到1个445bp的LFY同源基因cDNA片段，命名为pLFY。序列分析表明：该片段与彩叶草的FLO1，花椰菜的BOFH、鼠尾草的FLOA2、拟南芥的LFY、金鱼草的FLO同源性依次为90％、67％、91％、67％、80％。利用该序列设计基因特异引物，进行3'RACE，得到一个308bp的cDNA克隆。将该序列与已知序列拼接，经Blastx比对后发现它与其他物种的BOFH基因的同源性很高。 4.表达分析结果表明，pLFY基因片段在紫苏的根、茎、花瓣、幼嫩种子均表达，叶子中不表达或微弱表达。与短日照条件下的相比，长日照条下茎中的表达量较高，根与花瓣中的表达量较少。根据其表达量的不同，推测该基因片段在紫苏各组织中的表达可能受其光周期调节，其具体的调节作用还有待进一步研究。

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文摘

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论文说明：缩写词

声明

1.序言

1.1紫苏的概述

1.1.1紫苏的植物学特征

1.1.2紫苏的生物学特征

1.1.3紫苏的化学成分

1.1.4紫苏的应用

1.2紫苏光周期反应的研究

1.2.1紫苏的感光性

1.2.2紫苏叶片光合效率的日变化

1.2.3光周期对紫苏花芽分化的生理影响

1.2.4紫苏光周期反应的研究进展

1.2.5其它植物光周期反应的研究

1.3LFY及其同源基因的研究

1.3.1LFY及其同源基因的结构特征

1.3.2LFY基因的功能

1.3.3LFY及其同源基因的时空表达

1.3.4影响LFY基因表达的因子

1.4同源序列技术

1.5反转录PCR技术

1.6本研究的目的意义

1.7实验方案设计和技术路线

2材料和方法

2.1供试植物材料

2.2仪器和试剂

2.2.1仪器

2.2.2试剂

2.2.3药品配制

2.3实验方法

2.3.1试验设计与方法

2.3.2总RNA提取

2.3.3总RNA的定量及完整性检测

2.3.4 cDNA第一链的合成

2.3.5引物设计

2.3.6 PCR扩增反应

2.3.7 PCR产物的纯化与回收

2.3.8 PCR回收产物的克隆

2.3.9序列测定和分析

2.3.10 3'端序列的克隆

2.3.11 RT-PCR半定量检测pLFY基因片段在紫苏不同组织中的表达特征

3.结果与分析

3.1不同补光时间对紫苏植物学性状的影响

3.1.1不同补光时间对紫苏株高、茎粗的影响

3.1.2不同补光时间对紫苏叶长、叶宽的影响

3.1.3不同补光时间对紫苏主茎叶片数的影响

3.1.4不同补光时间对紫苏发育期的影响

3.2不同补光光强对紫苏植物学性状的影响

3.2.1不同补光光强对紫苏株高、茎粗的影响

3.2.2不同补光光强对紫苏叶长、叶宽的影响

3.2.3不同补光光强对紫苏主茎叶片数的影响

3.2.4不同补光光强对紫苏发育期的影响

3.3光周期处理对紫苏植物学性状的影响

3.3.1不同光周期处理对紫苏营养器官生长的影响

3.3.2不同光周期对紫苏发育期的影响

3.4紫苏花芽分化的形态观察

3.5紫苏花芽总RNA纯度与质量的检测

3.6 PCR扩增产物的回收与克隆

3.7克隆产物的测序分析

3.8 3'RACE PCR扩增与测序

3.9序列拼接与预测分析

3.10紫苏各组织RNA纯度与质量的检测

3.11紫苏LFY同源基因cDNA片段的表达分析

4.讨论

4.1光照对紫苏生长发育的影响

4.1.1不同补光时间对紫苏生长发育的影响

4.1.2不同补光强度对紫苏生长发育的影响

4.1.3光周期对紫苏生长发育的影响

4.2光周期对紫苏花芽分化的影响

4.3紫苏LFY同源基因片段的表达

4.4紫苏LFY同源基因片段的功能预测

4.5紫苏LFY同源基因片段的进一步研究方向

5.结论

参考文献

附录

致谢