蝴蝶兰花发育相关B类MADS-box基因的克隆与鉴定

摘要

MADS-box基因编码的转录因子广泛存在于酵母、植物、昆虫、两栖动物以及哺乳动物当中。在植物中，MADS-box基因对植物的发育过程起着十分重要的作用。MADS-box蛋白参与了植物发育过程中很多基因的表达的调控，尤其是花器官确定中的基因表达。但目前的研究多集中在双子叶植物中。 兰科植物的花花型较大而且高度进化，具有彩色的萼片，特化的唇瓣和雌雄蕊合生的蕊柱，是研究单子叶植物中的MADS-box基因的理想材料。我们用RT-PCR的方法从蝴蝶兰花瓣的总RNA中扩增出了4个MADS-box基因的全长cDNA，序列与系统发生进化树的分析表明它们分别与拟南芥的PISTILLATA基因和APETALA3基因同源，分别命名为PhPI9(Phalaenopsis STILLATA＃9)，PhPII0,PhPII5和PhAP3(PhalaenopsiS APETALA3)。在PhPI9,PhPI10和PhPI15的C末端具有PI类基因特有的PI基序；PhAP3的C末端同样存在单子叶植物AP3类基因所特有的PI-derired基序和paleo-AP3基序。Southern杂交证明这4个基因均以单拷贝存在于蝴蝶兰基因组中。通过RT-PCR与原位杂交分析，表明PhPI9,PhPI10和PhPI15均在蝴蝶兰的生殖发育阶段表达，在营养生长阶段不表达，PhPI15在所有花器官中都表达，而PhPI9和PhPI10仅仅在唇瓣表达；PhAP3在蝴蝶兰生长的各个时期以及所有的花器官都有表达。随着花发育的进行，3个PI类MADS-box基因在花粉块中高表达，PhAP3则在药帽处高表达。 通过将PhPI15的cDNA正向转化烟草以研究PhPI15的功能。异位表达PhPI15的烟草不仅在开花时植株个体明显小于处于花期的野生型植株，而且转基因植株的花型也明显小于野生型植株的花型，并且转基因植株的花还表现出雄性不育的表型。 综上所述，我们克隆了4个蝴蝶兰中花发育相关的B类MADS-box基因。

目录

文摘

英文文摘

声明

综述

一、MADS-box基因家族

1、MADS-box基因的概述

2、MADS-box的起源、进化

3、植物MADS-box基因的分类

4、植物MADS-box基因的研究进展

5、植物MADS-box基因的生物学功能及其多效性

6、B类MADS-box基因的特点

7、兰科植物中的MADS-box基因

二、花发育模型

1、花发育概述

2、ABCDE模型的提出

三、植物MADS-box基因研究存在的问题与展望

1、目前存在的问题

2、应用前景

四、研究的目的和意义

研究的技术路线

蝴蝶兰花发育相关基因的克隆和功能分析

1.前言

2.材料

3.方法

3.1蝴蝶兰花发育相关B族MADS-box基因ORF的克隆

3.2 Southern杂交

3.3 RT-PCR

3.4原位杂交

3.5 PhPI15 ORF的烟草转化

3.6农杆菌介导的烟草的转化

3.7转基因烟草的鉴定

3.8三维模型的建立

结果和讨论

1蝴蝶兰花发育各阶段的确立

2蝴蝶兰B族MADS-box基因ORF的克隆和序列分析

3.Southern杂交分析

4蝴蝶兰B族MADS-box基因表达的时空模式

4.1 RT-PCR检测表达情况

4.2原位杂交

5烟草转基因

6蝴蝶兰MADS-box基因模型的建立

五、小节与展望

参考文献

发表论文：

致谢