拟南芥叶绿素荧光异常突变体cfa的图位克隆

摘要

衰老是植物生长发育的最后阶段，在衰老过程中，衰老部位的营养物质会被运输到新生的种子中以提供足够的营养，这种营养物质的再循环利用对植物的生命过程有非常重要的意义。绿色植物叶绿体光系统II中含有的叶绿素分子能够释放自发荧光即叶绿素荧光，植物的光合活性与其发射的荧光相关，因此可利用叶绿素荧光成像仪检测叶绿素荧光的大小从而反应出植物的光合作用强弱。叶绿素的降解和光合作用的减弱代表着衰老的开始，叶绿素荧光就是从能量平衡角度通过能量相互的转换对光合作用做出评价。目前叶绿素荧光成像已运用到植物多种特性的研究中。
　　本研究以拟南芥野生型Col-0为实验材料，经甲基磺酸乙酯（Ethylmethane sulfonate，EMS）诱变后，利用叶绿素荧光成像仪筛选出叶绿素荧光参数Fv/Fm始终高于野生型的突变体植株，该植株的表型发生了分离：一种表型与野生型相同，另一种形态较小并且叶片呈卷曲状,将这种形态较小的突变体命名为 cfa（chlorophyll fluorescence abnormal mutant，cfa）。用叶绿素荧光仪对黑暗处理3 d的cfa幼苗进行监测，结果显示cfa与野生型在Fv/Fm这项指标上的差异增大。此外，突变体cfa无法正常收获后代种子，对其花粉萌发率的测定和花结构观察的结果表明，cfa不育的原因是由于其雌雄蕊发育都存在异常。分析突变体cfa的遗传规律并开展图位克隆的工作，经过粗定位、细定位及猜基因的工作，初步推断突变基因CFA为基因AT1G21700。测序结果表明，突变体基因组的第312位即第一个内含子的最后一个碱基发生了突变。现已构建了该基因的一系列载体，并已将载体转入到野生型和突变体中，收获种子以备后续实验使用。除上述表型外，在黑暗处理3 d后，突变体cfa与野生型的叶绿素荧光参数差异变大，并且衰老期间，突变体的叶子一直保持黄色但细胞死亡时间延长，这些实验结果都表明基因CFA可能参与到了植物的衰老调控中。衰老相关基因的半定量实验结果表明，CFA影响了衰老相关基因的表达，进一步确定了该基因可能参与了衰老的调控过程。

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1 前 言

1.1 植物叶衰老的概述

1.2 叶绿素荧光成像与叶衰老

1.3 图位克隆

2 立题依据

3 材料与方法

3.1 常用仪器

3.2 常用实验软件及生物学网站

3.3 实验材料和菌株

3.4 实验药品和试剂

3.5 培养基及溶液的配制

3.6 实验方法

4 结果与分析

4.1 突变体的获得

4.2 突变体cfa表型的确定

4.3 突变体cfa不育原因的探究

4.4 突变体cfa的遗传分析

4.5 突变体cfa的图位克隆

4.6 CFA对叶衰老的影响

5 讨 论

6 结 论

参考文献

致谢