三种PttKN1转基因植株的分子鉴定以及色素变异表型植株的分析

摘要

KNOX1类(KNOTTED1-like)基因编码一类在茎顶端分生组织的形成和维持中发挥重要作用的转录因子。PttKN1(P.tremula×tremuloides KNOTTED1)是从杂交杨Populus tremula×P.tremuloides茎的维管束形成层中分离得到的KNOX1基因。本实验室已将PttKN1基因通过遗传转化导入多种植物中。在已获得的转基因植株中，烟草叶片形态变化剧烈，出现典型KNOX I基因过表达表型；而在两种彩叶植物即彩叶草和红叶观赏甜菜的转化植株中，出现一类在KNOX I转基因植株中罕见的色素变化表型。本研究选取这三种转基因植物，进行更深入的分子生物学鉴定及色素变化表型相关生理生化分析，主要结果如下：　　 1.对以上三种转化品种基因组进行PttKN1、NPT-Ⅱ及35S-启动子三段不同序列的PCR分析，从转化型烟草、红叶甜菜和彩叶草基因组中扩增出PttKN1内部序列；此外，从转化型烟草和红叶甜菜中扩增出NPT-Ⅱ及载体启动子序列；　　 2.相比于野生型红茎红叶的表型，转化型红叶甜菜主要表型为黄茎绿叶。对转化型红叶甜菜的绿色表型株进行RT—RCR鉴定，检测结果为阳性；　　 3.以PttKN1和NPT-Ⅱ内部序列为模板设计不同探针进行印迹杂交，转基因烟草基因组斑点杂交结果为阳性；三种转基因植株PCR-southern的结果中均出现阳性条带。上述结果证明烟草、彩叶草和红叶甜菜相应表型变异应由PttKN1转化所引起。　　 4.对转化型红叶甜菜的绿色表型株进行甜菜红素含量分析，发现其甜菜红素含量低于野生型约12倍；对转化型彩叶草进行花青素含量分析，发现其花青素含量远低于野生型彩叶草；　　 5.对甜菜红素合成早期关键酶之一的酪氨酸酶含量进行分析，发现野生型红叶甜菜酪氨酸酶含量高于转化型绿色株约3.7倍；对彩叶草可溶性糖含量进行分析，发现其含量低于野生型。上述结果暗示，PttKN1影响这两种植株色泽变化的可能的原因之一，是组成型表达的PttKN1与其他调控色素合成的转录因子相互作用，后者可能位于花青素和甜菜红素合成途径共同的上游。

目录

文摘

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论文说明:缩略词表

声明

第一章前言

一、KNOX基因的研究概况

1.1分类与结构

1.2 KNOX基因与茎顶端分生组织

1.3 KNOX基因与叶的发育

1.4与KNOX相关的几类基因

1.5植物激素对KNOX的作用

二、植物色素种类、分布及调控机制

2.1植物色素的种类与分布

2.2植物色素的调控机制

2.3植物花色呈现需要多种基因协同表达

三、PttKN1基因的分离、特点及其功能

四、本研究的目的与意义

第二章材料与方法

一、实验材料

二、实验方法

2.1转基因植株的PCR鉴定

2.2转基因甜菜的RT-PCR鉴定

2.3转基因植株的PCR-Southern及基因组斑点杂交

2.4转基因植株色素相关指标测定

第三章实验结果

一、转基因植株表型分析

二、转基因植株的PCR鉴定

三、转基因红叶甜菜的RT-PCR的鉴定

四、转基因植株的基因组斑点杂交及PCR-southern杂交

五、色素含量变化生理生化分析

5.1转基因彩叶草花青素含量分析

5.2转基因红叶甜菜甜菜红素含量分析

5.3转基因红叶甜菜酪氨酸酶含量分析

5.4转基因彩叶草可溶性糖含量分析

5.5转基因红叶甜菜叶绿素a、b和类胡萝卜素含量分析

第四章讨论与结论

参考文献

图 版

致 谢

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