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梨极矮化突变体GAI基因的克隆及相关矮化基因功能研究

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梨极矮化突变体GAI基因的克隆及相关矮化基因功能研究

作者：王满延边大学

学位级别：硕士

梨极矮化突变体是在秋子梨系统的延边小香水梨实生后代中发现的矮化紧凑型的突变体。本研究以梨极矮化突变体为试材研究其致矮机理,初步探究DELLA蛋白家族基因与相关矮化基因的功能,为矮化机理的研究提供必要的理论依据。主要研究结果... 详细信息

梨极矮化突变体是在秋子梨系统的延边小香水梨实生后代中发现的矮化紧凑型的突变体。本研究以梨极矮化突变体为试材研究其致矮机理,初步探究DELLA蛋白家族基因与相关矮化基因的功能,为矮化机理的研究提供必要的理论依据。主要研究结果如下：分别以梨极矮化突变体与苹果梨的cDNA为模板,以梨DELLA同源基因序列相关信息设计特异性引物,利用RT-PCR克隆,分别得到一个DELLA家族相关基因—PuGAI与PbGAI,长度依次为1905bp、1946bp,均包含一个完整的编码584与634个氨基酸的ORF。经过NCBI在线氨基酸序列同源性比对分析,克隆得到的两序列与GenBank中已经登录的鸭梨GAI基因(Pyrus x bretschneideri cultivar登录号：JF304103)、杜梨变种(Pyrus betulifolia cultivar Bunge,登录号：JF304102)同源性高达99%;与苹果(Malus x domestica)的GAI基因(登录号：FJ535245、DQ007885、GQ384423)同源性为98%,并成功构建两基因的植物表达载体。为探究梨极矮化种质中相关矮化基因的表达量与其一个生长周期内实际净生长量的相关性,并分析相关矮化基因在不同时期的表达特性与净生长量的关联性,及其对常用植物生长调节剂的敏感性,本试验通过半定量PCR,研究不同时期极矮化突变体PuGA20-ox、PuGAI、PuRGL1和PuRGL2基因的表达量变化,并且与梨极矮化突变体一年内枝条净生长量进行比较分析。结果表明,在不同外源激素处理的植株体内不同时期的PuGA20-ox基因的表达量始终远远低于PuGAI、PuRGL1和PuRGL2基因的表达量,表明极矮化种质自身合成量较少。此外,经过250mg·L-1GA3处理的枝条总净生长量明显长于其他处理,说明梨极矮化突变体对外源喷施GA敏感;由此推测其矮化可能与GA20-ox基因相关,也可能与GA合成受阻有关。为进一步研究梨极矮化突变体中相关矮化基因的功能,本试验初步将PuGA20-ox与PuRGL1基因转化烟草试验,初步验证了已将其转入烟草基因组中,并且转PuGA20-ox基因烟草与对照相比有矮化倾向。

关键词：梨极矮化突变体克隆半定量RT-PCR 转基因

梨极矮化突变体S基因型鉴定与DELLA蛋白编码基因的克隆

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梨极矮化突变体S基因型鉴定与DELLA蛋白编码基因的克隆

作者：巩艳明延边大学

学位级别：硕士

本研究以延边小香水梨实生后代中发现的矮化紧凑的突变体等17个梨属砧木及延边地区栽培梨品种为试材,应用PCR扩增及克隆、测序技术分离其S基因,使用生物信息学软件对各序列进行分析和同源性搜索比对,最终确定各品种的S基因型,初步推测... 详细信息

本研究以延边小香水梨实生后代中发现的矮化紧凑的突变体等17个梨属砧木及延边地区栽培梨品种为试材,应用PCR扩增及克隆、测序技术分离其S基因,使用生物信息学软件对各序列进行分析和同源性搜索比对,最终确定各品种的S基因型,初步推测梨极矮化突变体亲本;应用RT-PCR、cDNA末端快速扩增技术（RACE）克隆梨极矮化突变体和苹果梨DELLA家族蛋白编码基因的编码区全长。主要研究结果如下：梨矮化突变体等17个梨属砧木及延边地区栽培梨品种的S基因型分别为：“极矮化突变体”、“苹果梨”、“东宁五号大梨”、“延光梨”、“S2（中矮一号）”、“S7”为S1S17;“苹博香”为S1S8m;“早酥”为SlSd;“延边谢花甜”、“S5”为S17S31;“尖把梨”为S12S30;“延边明月梨”为S3Se;“小香水芽变”为SeSx;“朝鲜洋梨”为SeS3;“身不知”为S5Sd;“PDR54（中矮二号）”为。S4S8S17;“山梨”为S12Sx。其中“苹博香”的S8m为新基因,“PDR54”为三倍体。利用RACE技术从梨极矮化突变体中克隆到一个编码DELLA家族蛋白的全长cDNA序列,命名为PuRGL。该基因全长1743bp,包含一个完整的编码580个氨基酸的开放阅读框（ORF）.PuRGL与MdRGL2α.MhGAI、RcGAI、***2的同源性分别为98%、98%、82%、81%、77%;结构分析表明该基因具有DELLA家族蛋白的典型结构域。利用RACE技术从苹果梨中克隆到两个编码DELLA家族蛋白的全长cDNA序列,分别命名为PbRGLl和PbRGL2。PbRGL1全长1755bp,包含一个完整的编码584个氨基酸的ORF,PbRGL1与MdRGL2b、MhGAI、RcGAI、PtGAS、AtRGL2的同源性分别为99%、93%、83%、82%、78%、78%、PbRGL2全长1743bp,包含一个完整的编码580个氨基酸的ORF, PbRGL2与MdRGL2α、MhGAI、RcGAI、PtGRAs、AtRGL2的同源性分别为98%、98%、82%、81%、77%。结构分析表明以上两个基因具有DELLA家族蛋白的典型结构域。

关键词：梨极矮化突变体 S基因型 DELLA蛋白编码基因 RACE技术克隆

梨极矮化突变体PuRGL2基因克隆及矮化相关基因的表达分析

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梨极矮化突变体PuRGL2基因克隆及矮化相关基因的表达分析

作者：许雪延边大学

学位级别：硕士

本试验以梨极矮化突变体为试材,用不同植物生长调节剂对植株进行处理,采集处理与对照叶片提取总RNA,利用PCR扩增及克隆,基因测序等技术克隆梨极矮化突变体编码DELLA蛋白基因PuRGL2,并进行半定量RT—PCR基因表达测定,推测梨极矮化突变体... 详细信息

本试验以梨极矮化突变体为试材,用不同植物生长调节剂对植株进行处理,采集处理与对照叶片提取总RNA,利用PCR扩增及克隆,基因测序等技术克隆梨极矮化突变体编码DELLA蛋白基因PuRGL2,并进行半定量RT—PCR基因表达测定,推测梨极矮化突变体的类型,应用SRAP分子标记技术分析梨矮化突变体与延边地区栽培的小香水梨等梨品种的亲缘关系,推测其亲本。主要结果如下：外源喷施不同植物生长调节物质对梨极矮化突变体有一定的影响,经过赤霉素处理植株的在总生长量上与净生长量都与对照存在差异,其中250mg·L-1的赤霉素处理效果最显著,在处理后35天开始与对照出现显著差异。而梨极矮化突变体对生长素不敏感,喷施IAA并未促进节间伸长。初步推测梨极矮化突变体是GA缺陷型突变体。以梨极矮化突变体的cDNA为模板,成功克隆出一个具有典型DELLA蛋白结构的基因--PuRGL2,基因全长为1755bp,包含一个完整的编码584个氨基酸的***2与短枝型苹果的MdRGL2b基因和苹果的RGL2b基因的mRNA编码序列的同源性最高,达99%,与苹果RGL2a基因,短枝型苹果的MdRGL2a基因和湖北海棠的GAI2基因的mRNA编码序列的同源性也较高,达98%,并成功构建双元表达载体。通过半定量PCR测定GA20氧化酶,PuRGLl和PuRGL2基因表达量,结果表明在不同激素处理的植株体内GA20的表达量远远低于PuRGL1和PuRGL2的基因表达量,说明梨极矮化突变体的矮化可能与GA20基因有关。通过SRAP分子标记对延边地区存在的6个梨品种及2两个延边地区授粉梨品种进行分析,遗传距离及聚类树表明梨极矮化突变体与谢花甜的亲缘关系较近,与雪花梨等亲缘关系较远,对梨极矮化突变体亲本还需进一步研究。

关键词：梨极矮化突变体 GA IAA PP333 克隆半定量RT-PCR SRAP

生长调节物质对梨极矮化突变体生长的影响及GA20-氧化酶基因克隆

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生长调节物质对梨极矮化突变体生长的影响及GA20-氧化酶基因克隆

作者：金灿延边大学

学位级别：硕士

本研究为了探索梨极矮化突变体的矮化机理,研究了生长调节物质对梨极矮化突变体生长的影响;以梨极矮化突变体及苹果梨的叶片为试材,应用RT-PCR扩增技术,克隆了GA20-氧化酶基因的编码区全长;成功构建了克隆基因的植物双元表达载体,为该... 详细信息

本研究为了探索梨极矮化突变体的矮化机理,研究了生长调节物质对梨极矮化突变体生长的影响;以梨极矮化突变体及苹果梨的叶片为试材,应用RT-PCR扩增技术,克隆了GA20-氧化酶基因的编码区全长;成功构建了克隆基因的植物双元表达载体,为该基因的遗传转化奠定了基础。主要研究结果如下：梨极矮化突变体对外源赤霉素、生长素、多效唑敏感,可能属GA缺陷型。利用RT-PCR技术从梨极矮化突变体中克隆到一个GA20-氧化酶基因的全长cDNA,该序列全长1179bp,包含一个完整的编码392个氨基酸的开放阅读框(ORF),命名为PuGA20ox。氨基酸序列的多重比对表明,PuGA20ox与PcGA20-ox、 MdGA20-ox、FsGA20-ox、CiGA20-ox的同源性分别为98%、92%、81%、74%。结构分析显示,PuGA20ox编码的氨基酸序列具有典型的GA20-氧化酶特征,具有共同的保守氨基酸结构域。利用RT-PCR技术从苹果梨中克隆到一个GA20-氧化酶基因的全长cDNA,该序列全长1179bp,包含一个完整的编码392个氨基酸的ORF,命名为PbGA20ox。氨基酸序列的多重比对表明,PbGA20ox与PcGA20-ox、MdGA20-ox、FsGA20-ox、CiGA20-ox的同源性分别为99%、92%、82%、75%。结构分析显示,PbGA20ox编码的氨基酸序列具有典型的GA20-氧化酶特征,具有共同的保守氨基酸结构域。成功构建了PuGA20ox和PbGA20ox基因的植物双元表达载体,并转入到了农杆菌LBA4404菌株中,为GA20-氧化酶基因的遗传转化及其功能的研究奠定了基础。

关键词：梨极矮化突变体生长调节物质敏感性 GA20-氧化酶基因克隆

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生长调节物质对梨极矮化突变体生长的影响

延边大学农学学报 2012年第2期34卷 93-98+124页

作者：金灿许雪曹后男宗成文刘淼延边大学农学院

以3年生极矮化突变体及嫁接当年幼苗为试材,分别用生长调节物质GA3、BR、IAA、PP333处理极矮化种质,比较其生长情况,分析极矮化突变体对生长调节物质的敏感性。结果表明,外源PP333处理显著抑制梨极矮化突变体的生长,即极矮化种质对外源P... 详细信息

以3年生极矮化突变体及嫁接当年幼苗为试材,分别用生长调节物质GA3、BR、IAA、PP333处理极矮化种质,比较其生长情况,分析极矮化突变体对生长调节物质的敏感性。结果表明,外源PP333处理显著抑制梨极矮化突变体的生长,即极矮化种质对外源PP333敏感,外源GA处理在总的生长量上与对照没有差异,但阶段性生长量上表现出显著差异,表明对外源GA敏感,可能属于GA缺陷型。

关键词：梨极矮化突变体生长调节物质敏感性