大白菜抽薹过程中叶色转变机理初探

摘要

大白菜(BrassiccampesstrisLssp.pekinensis)属于二年生蔬菜作物，需要经历一个低温阶段才能顺利完成发育转变。大白菜为种子春化型植物，萌动的种子即可感受低温完成春化，进而抽薹开花。培育适宜种植、具有强冬性的耐抽薹品种，已成为亟待解决的问题。 大白菜通过春化到抽薹开花其间表现出一叶色转变过程，叶色转变后就会现蕾进而抽薹开花，在弱冬性品种上的表现尤为突出。本研究以不同冬性的大白菜品种为材料，从激素、色素含量变化和蛋白质组分变化研究大白菜抽薹过程发生叶色转变的生理机制，同时利用拟南芥基因同源序列克隆大白菜AP1基因片段，运用RT-PCR进行不同冬性品种叶色转变过程中AP1基因表达分析，探讨叶色转变可能分子机制。主要结果如下： 1.不同冬性的大白菜品种抽薹过程中色素含量变化不同，其中强冬性品种叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素的峰值均出现在花茎分化期，最低值出现在花芽分化期。而中等、弱冬性品种三种色素的峰值均出现在叶色转变后的花茎伸长期，最低值出现在花茎分化期。抽差过程中叶绿素(a/b)的比值在叶色转变期为最高。 2.不同冬性的大白菜品种抽薹过程中IAA均出现两个峰值，分别在花芽分化期和叶色转变期。GA3、ABA的含量在大白菜抽薹前夕的叶色转变期达到峰值，同时在叶色转变期冬性越强的品种IAA、GA3的含量越低，而ABA的表现则相反，说明人白菜抽薹前夕激素有一临界浓度。达到此浓度则促进抽薹开花。而且IAA的增加于大白菜花芽分化是有利的。 3.不同冬性的大白菜抽薹过程中可溶性蛋白质表达水平不同，其中分子量约为51KD的蛋白的表达量最大，其在不同冬性材料的各个发育阶段表达，而随着冬性的增强其表达量逐渐降低。另外分子量约为77KD的蛋白质在弱冬性品种、中等冬性品种凯丰一号的各时期均有表达，而此蛋白在中等冬性品种东农905与强冬性品种的花芽分化期表达，在花茎分化期消失，之后在叶色转变期再次出现，并且表达量增加，到花茎伸长期时义消失。 4.根据拟南芥基因同源序列克隆到6条大白菜AP1基因序列片段，片段长度均为372bp左右，其外显子编码的氨基酸序列相同，共编码31个氨基酸，只是内含子长度相互间有差异。序列分析表明，所得到的6条大白菜AP1基因序列同其它植物的4P1基因具有很高的同源性，进一步证实AP1基因具有高度保守性。 5.AP1基因在不同冬性大白菜品种抽薹过程中表达趋势一致，营养生长期表达量很小，随着发育的进行，其表达量逐渐升高，表现为：花茎伸长期＞叶色转变期＞花茎分化期＞花芽分化期＞营养生长期，同时发现在叶色转变期表现为一拐点，即此时期AP1基因的表达量较之前一时期增加的幅度较大，这一现象在强冬性品种中表现的比较明显。进一步证实AP1基因是一个控制花序分生组织特征的基因，控制花序分生组织向花分生组织的转变。

目录

文摘

英文文摘

声明

1前言

1.1研究的目的与意义

1.2文献综述

1.2.1环境条件对大白菜花芽分化及抽薹的影响

1.2.2大白菜抽薹的生理生化基础

1.2.3大白菜抽薹性状的遗传规律研究

1.2.4拟南芥开花调控的研究

1.2.5大白菜耐抽薹育种研究

2材料与方法

2.1试验材料

2.1.1植物材料

2.1.2菌种及质粒

2.1.3分子生物学及生化试剂

2.1.4试验仪器

2.1.5细菌培养基

2.1.6 AP1基因的引物设计

2.2试验方法

2.2.1试验处理方法

2.2.2大白菜抽薹过程中色素含量的测定

2.2.3火白菜抽薹过程中激素含量的测定

2.2.4大白菜抽薹过程中可溶性蛋白分析

2.2.5大白菜AP1基因的克隆及测序

2.2.6大白菜AP1基因RT-PCR表达分析

3结果与分析

3.1大白菜抽薹过程中色素含量的变化

3.1.1大白菜抽薹过程中三种色素含量变化分析

3.1.2大白菜抽薹过程中色素间比值变化分析

3.2大白菜抽薹过程中激素含量变化

3.2.1大白菜抽薹过程中IAA含量变化

3.2.2大白菜抽薹过程中GA3含量变化

3.2.3大白菜抽薹过程中ABA含量变化

3.3大白菜抽薹过程中可溶性蛋白分析

3.4AP1基因的克隆和序列分析

3.4.1大白菜基因组DNA的提取

3.4.2基因组DNA的PCR扩增

3.4.3回收产物的连接、转化及筛选

3.4.4重组子的PCR鉴定

3.4.5质粒的酶切鉴定

3.4.6 AP1基因的序列分析

3.4.7AP1基因的同源性比较

3.5.AP1基因的表达分析

3.5.1总RNA的提取及检测

3.5.2 cDNA第一链的合成

3.5.3半定量PCR检测目的基因的表达特性

4讨论

4.1叶色转变的分子机制

4.2蛋白质在抽薹成花中的作用

4.3抽薹过程内源激素的变化

4.4AP1基因的同源序列克隆

4.5AP1基因的RT-PCR表达分析

4.5.1半定量RT-PCR

4.5.2AP1基因的表达分析

4.6本试验的创新性

5结论

致谢

参考文献

附录

攻读硕士期间发表学术论文