绿竹和雷竹SOC1同源基因克隆和功能分析

摘要

SOC1(SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CO1)/AGL20(AGAMOS-LIKE20)是MADS-box家族一员，在植物开花过程中起着重要的调控作用，它能够整合来自光周期途径、春化途径、自主开花途径和赤霉素途径中的信号，并与其它基因相互作用共同调节植物的开花时间以及花的类型和花分生组织。竹类植物开花时间具有不确定性，营养周期长，因此SOC1勺克隆对竹类植物的成花机理研究具有重要意义。本课题根据水稻、小麦、玉米、高粱以及雷竹反转录组数据库设计引物，采用RACE方法分别得到BoSOC1 cDNA全长1049bp和PvSOC1cDNA全长1025bp。高保真酶扩增绿竹SOC1ORF区得到BoSOC15种片段，分别命名为BoSOC11-3，BoSOC11-5，BoSOC1 Q-2，BoSOC1 Q-8，BoSOC12-5。其中BoSOC11-3开放阅读框为666bp，编码221个氨基酸;BoSOC11-5开放阅读框为669bp，编码222个氨基酸;BoSOC1 Q-2开放阅读框为672bp，编码223个氨基酸;BoSOC1 Q-8开放阅读框为669bp，编码222个氨基酸;BoSOC12-5开放阅读框为675bp，编码224个氨基酸。高保真酶扩增雷竹SOC1ORF区，得到1条PvSOC1序列，PvSOC1开放阅读框为681bp，编码226个氨基酸。　　 通过序列比对发现BoSOC1和PvSOC1基因在植物中相当保守，并且与禾本科植物可聚为一类。Real-Time PCR结果表明BoSOC1在花芽中的表达量是营养芽中的12倍，而PvSOC1在开花雷竹地上部位中成熟叶中的表达量最高，在叶芽中的表达量最低;PvSOC1在不开花雷竹地上部位中叶芽中的表达量最高，在茎中的表达量最低。PvSOC1转拟南芥功能验证发现35S::PvSOC1拟南芥莲座叶数量明显少于野生型拟南芥，并且该转基因株比野生株早开花6-7天，具有明显的早花表型。转基因株还表现出花型较小，一片花瓣在开花早期被花萼包裹，不能顺利展开，表现出3片花瓣外翻表型;成熟叶片宽且短，色泽较差。转基因实验表明PvSOC1不仅在拟南芥开花过程中起促进作用，并且可能参与了拟南芥其它生理活动的基因调控。

目录

声明

摘要

1 文献综述

1．1 高等植物成花诱导研究进展

1．1．1 光周期影响开花时间的分子机制

1．1．2 春化作用对开花时问的影响

1．1．3 自主开花途径的分子机制

1．1．4 赤霉素在植物开花诱导中的作用

1．2 开花途径整合因子

1．3 SOC1／AGL20的鉴定及其序列结构特征

1．3．1 SOC1／AGL20的鉴定

1．3．2 SOC1／AGL20的序列结构特征

1．4 SOC1／AGL20及其同源基因的功能

1．4．1 SOC1／AGL20及其同源基因促进植物开花

1．4．2 SOC1／AGL20及其同源基因在植物其它生长发育活动的可能作用

1．5 SOC1／AGL20基因的表达调节

1．5．1 SOC1／AGL20与CO FT的关系

1．5．2 SOC1／AGL20是FLC的下游靶基因

1．5．3 SOCl／AGL20可被GA诱导表达

1．5．4 SOCl／AGL20与AGL24形成正反馈环

1．6 竹子成花机理研究现状

1．7 研究的目的和意义

2 材料与方法

2．1 实验材料

2．2 试剂和菌种

2．3 实验方法

2．3．1 DNA提取

2．3．2 RNA提取

2．3．3 RNA中DNA污染的去除

2．3．4 反转录

2．3．5 同源序列的克隆

2．3．6 回收纯化DNA片段

2．3．7 连接反应

2．3．8 转化

2．3．9 菌液PCR检测及测序

2．3．10 BoSOC1和PvSOC1的3’RACE扩增

2．3．11 BoSOC1 5’RACE扩增

2．3．12 BoSOC1和PvSOC1 ORF区的克隆

2．3．13 大肠杆菌和农杆菌质粒的提取

2．3．14 植物双元表达载体的构建

2．3．15 转化农杆菌

2．3．16 拟南芥遗传转化及其转基因植株纯合子的筛选

2．3．17 BoSOC1和PvSOC1启动子序列的克隆

2．3．18 BoSOC1和PvSOC1的实时荧光定量PCR

2．3．19 引物设计

2．3．20 生物信息学分析

3 结果与分析

3．1 绿竹、雷竹的总RNA提取结果

3．2 BoSOC1和PvSOC1基因保守区序列的获得

3．3 BoSOC1和PvSOC1基因RACE扩增结果

3．4 BoSOC1和PvSOC1基因的生物信息学分析

3．4．1 BoSOC1 PvSOC1基因的一级结构分析

3．4．2 二级结构预测与分析

3．4．3 BoSOC1 PvSOC1基因的同源比对与进化分析

3．5 启动子的克隆

3．6 Real-Time PCR分析BoSOC1与PvSOC1在绿竹、雷竹不同部位的表达量

3．6．1 BoSOC1在花芽和叶芽中的相对表达量

3．6．2 PvSOC1在雷竹地上部位的相对表达量

3．7 BoSOC1与PvSOC1基因表达载体的构建

3．8 BoSOC1与PvSOC1基因转化拟南芥

4 小结与讨论

5 展望

参考文献

附录

个人简介

在校期间发表论文情况

致谢