茶烛叶色突变体叶绿体发育基因GLD的表达特征分析

摘要

花烛(Anthurium andraeanum Lind.)又名红掌、安祖花，为天南星科(Araceae)花烛属常绿草本植物，是一种重要的热带盆花和切花植物。目前，国内外花烛育种研究的目标性状主要集中在花烛苞片颜色、苞片大小、株型（作盆花或切花）及叶型（叶片大小）等，而关于花烛叶色突变性状的研究尚未见报道。2004年我们在进行花烛品种‘Sonate’的离体培养中发现，由愈伤组织再生的无菌苗中出现了一株叶片颜色呈黄绿相间的叶色嵌合体，本实验室通过腋芽增殖及愈伤组织器官发生两种增殖方式获得了多种性状的叶色突变株系，通过不断筛选，选出了稳定的黄化、红化和白化株系，并进行了大量增殖供试验研究。为合理利用该突变群体以培育优良株系，对花烛突变体的形成机理进行了初步研究，结果如下：
　　 ⑴选取生长良好，整齐一致的花烛品种‘Sonate’野生型、黄化型、红化型及白化型无菌苗为材料，通过改良CTAB法提取高质量的花烛叶片总RNA，通过RT-PCR、RACE扩增出GAPDH、GLK基因的中间片段及3'末端，并以此为基础，对GLK基因在花烛野生型及各种突变型中的表达进行了分析，不同表型的实时定量PCR结果表明，GLK基因在野生型中的表达水平最高，明显高于其在红化型和白化型叶片中的表达量，在红化型中的表达量最低，野生型中的表达量是红化型的约10倍。
　　 ⑵选取生长良好，整齐一致的花烛野生型及黄化型无菌苗，分别置于25℃，弱光10001xs、正常光50001xs和强光200001xs光照条件下培养15d，通过实时定量GLK基因、透射电镜观察叶绿体超微结构、叶绿素和花青素测定及原生质体分离，结果表明:①GLK基因在野生型和黄化型花烛光照处理后的表达水平基本趋势均为:正常光照＞弱光照＞强光照，黄化型花烛在正常光照条件下的表达量约为强光条件下的2倍，约为弱光条件下的3倍，并且在不同光照条件下，野生型花烛中GLK基因的表达量均高于黄化型。②在弱光条件下，黄化型叶绿体中含有大量嗜锇小体，膜结构模糊不清。野生型中含有较少的线粒体及少量嗜锇小体，两种类型叶绿体中均未发现淀粉粒;正常光照条件下，黄化型叶绿体中有体积较大的空泡，无明显的内囊体结构，能明显观察到数量较多、体积较大的深色嗜锇颗粒聚集在一起。野生型花烛叶绿体被膜清晰，片层结构清晰，内含亮白色椭圆形淀粉粒，有些因含有较大的淀粉粒而膨胀;强光条件下，黄化型花烛叶绿体不具备正常的结构特征，呈现一种空腔化的结构。野生型花烛叶绿体基粒颜色较深，基质类囊体之间缝隙较小，含大量油状嗜锇颗粒，体积较大且分布密集。
　　 ⑶野生型及黄化型花烛在正常光照条件下的叶绿素含量均高于弱光及强光条件下的含量;在相同光照条件下，野生型花烛的叶绿素含量均明显高于黄化型花烛的叶绿素含量，其中野生型花烛在正常光照下的叶绿素含量最高，约为正常光照下黄化型花烛叶绿素含量的8倍。
　　 ⑷黄化型花烛原生质体中几乎看不到叶绿体，野生型花烛在正常光照条件下，原生质体中的叶绿体数量最多，弱光处理后的数量最少。

目录

声明

摘要

缩略词

前言

1 植物叶色突变体的类型

2 植物叶色突变体的来源

3 植物叶色突变体的遗传模式机理

4 植物叶色突变体的研究进展

5 植物叶色突变体的应用价值

6 植物叶绿体发育相关基因

参考文献

第一章 花烛叶片总RNA提取

1 材料与方法

1．1 试验材料

1．2 试验方法

2 结果与分析

2．1 花烛叶片总RNA凝胶电泳检测

3 讨论

第二章 花烛突变体叶绿体基因GLK的克隆及表达分析

1 材料与方法

1．1 试验材料

1．2 试验方法

2 结果与分析

2．1 AaGLK、AaGAPDH基因cDNA中间片段及3’端克隆及序列分析

2．2 AaGLK基因转录表达分析

3 讨论

第三章 光照处理对花烛叶绿体发育基因GLK表达及色素合成的影响

1 材料与方法

1．1 试验材料

1．2 试验方法

2 结果与分析

2．1 实时定量AaGLK基因表达分析

2．2 叶绿体超微结构分析

2．3 叶绿素含量分析

2．4 花青素含量分析

2．5 原生质体分析

3 讨论

参考文献

全文结论

论文发表情况

致谢