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大豆svp同源基因的开花功能研究

大豆SVP同源基因的开花功能研究

作者：李雅如广州大学

学位级别：硕士

大豆是重要的粮油作物,提高大豆单产一直是育种工作者的目标。开花期是影响大豆产量和生态适应性的重要农艺性状之一。拟南芥中SHORT VEGETATIVE PHASE(svp)基因和AGAMOUS-LIKE24(AGL24)基因相似度较高,并均已被证明是重要的开花调控因... 详细信息

大豆是重要的粮油作物,提高大豆单产一直是育种工作者的目标。开花期是影响大豆产量和生态适应性的重要农艺性状之一。拟南芥中SHORT VEGETATIVE PHASE(svp)基因和AGAMOUS-LIKE24(AGL24)基因相似度较高,并均已被证明是重要的开花调控因子,但其同源基因对大豆开花功能的研究尚不清楚。本研究利用同源比对和进化树分析发现大豆中有2个svp同源基因和1个AGL24的同源基因,根据3个基因所在的染色体不同将其分别命名为Gmsvp01(Glyma.01G023500)、Gmsvp02(Glyma.02G041500)和Gmsvp06(Glyma.06G095700)。结合拟南芥回补试验、遗传转化、实时荧光定量PCR、CRISPR/Cas9基因编辑等多种技术阐明了大豆Gmsvp01、Gmsvp02和Gmsvp06调控开花的功能。具体研究结果如下:1.时空表达分析发现大豆Gmsvp01/02/06基因在顶芽生长点和侧芽表达量较高,并且开花前期的表达量普遍高于开花后期,表明3个基因主要在营养生长阶段发挥作用,并可能与组织的分化以及开花的调控相关。2.大豆Gmsvp01和Gmsvp02基因可以回补拟南芥svp突变体的早花表型,表明大豆Gmsvp01和Gmsvp02在拟南芥中具有抑制开花的保守功能。结合大豆稳定转化技术,获得了Gmsvp01/Gmsvp02纯合双突变体和Gmsvp01过表达植株。长日照条件下,前者开花期与野生型无明显差异,而后者能够显著延迟开花期,推测Gmsvp01和Gmsvp02基因抑制开花的功能具有剂量依赖的可能。进一步研究表明,Gmsvp01通过抑制Gm FT2a、Gm FT5a和GmSOC1a的表达抑制大豆开花。3.长日照条件下,通过观察大豆Gmsvp06纯合突变体植株的开花期表型发现,Gmsvp06能够延迟大豆开花,且主要通过抑制Gm FT2a、Gm FT5a、GmSOC1a和GmSOC1b的表达来实现。4.结合大豆自然资源的重测序数据,对大豆Gmsvp01、Gmsvp02和Gmsvp06基因进行了单倍型分析,结果表明Gmsvp01和Gmsvp06基因在进化过程中均受到了选择;进一步的花期关联结果表明Gmsvp01和Gmsvp06具有调控大豆开花期的功能,而Gmsvp02基因的进化过程中似乎没有受到选择。综上,本研究证明了大豆Gmsvp01/02/06基因具有调控开花的功能,为进一步解析不同物种svp和AGL24同源基因的功能提供了借鉴;并初步解析了其调控开花的分子机制,进一步完善了大豆开花调控网络;同时挖掘了大豆Gmsvp01/02/06的自然变异,为大豆分子育种提供了理论和实践基础。

关键词：大豆开花期 SVP基因 AGL24基因 CRISPR/Cas9

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菠萝SVP基因对乙烯利刺激的响应

热带作物学报 2021年第10期42卷 2806-2812页

作者：李玉静陈哲胡福初阮城城罗志文王祥和范鸿雁张治礼海南大学生命科学与药学院海南海口570228 海南省农业科学院热带果树研究所/海南省热带果树生物学重点实验室/农业农村部海口热带果树科学观测实验站海南海口571100

svp(short vegetative phase)是一类开花抑制基因,通过调节开花相关基因的表达,影响植物从营养生长阶段向生殖生长阶段的转变进程。根据公布的菠萝基因组信息,从‘台农4号’菠萝中克隆到2个AcSVP基因Acsvp1和Acsvp2。结果表明:Acsvp1和A... 详细信息

svp(short vegetative phase)是一类开花抑制基因,通过调节开花相关基因的表达,影响植物从营养生长阶段向生殖生长阶段的转变进程。根据公布的菠萝基因组信息,从‘台农4号’菠萝中克隆到2个AcSVP基因Acsvp1和Acsvp2。结果表明:Acsvp1和Acsvp2分别编码225和230个氨基酸,均含有MADS-box、K-box保守结构域,二者所编码蛋白均属MADS-box基因家族成员。定量PCR分析结果显示,2个AcSVP基因在菠萝茎尖、茎基和叶中均有不同程度的表达,乙烯利处理后主要表现为下调。乙烯利处理8 h内,Acsvp1在茎尖、叶中的表达显著下调,但在茎基组织中呈现先下调后上升的趋势;乙烯利处理后8 h,茎基组织中Acsvp1的相对表达量略高于对照。与Acsvp1不同,乙烯利处理8 h内Acsvp2在茎尖、茎基、叶3种组织中均明显下调;乙烯利处理后8 h,Acsvp2在茎尖、茎基、叶组织中的相对表达量只有对照的8%、44%和33%。svp是目前已知的最重要的一类开花抑制基因,Acsvp在响应乙烯利的过程中表达显著下调,表明其在乙烯利诱导菠萝成花过程中可能发挥重要作用。

关键词：菠萝 SVP基因基因克隆乙烯利

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山核桃SVP基因功能研究

山核桃SVP基因功能研究

作者：吴迪浙江农林大学

学位级别：硕士

SVP基因是植物花发育过程中关键的抑制因子。尽管其主要功能已被探明,但在不同物种中存在着物种特异性的功能。为了揭示SVP基因的进化历史和模式;探究山核桃SVP基因（Ccsvp）对于植株的形态、花期的影响;鉴定与Ccsvp存在蛋白互作的花发... 详细信息

SVP基因是植物花发育过程中关键的抑制因子。尽管其主要功能已被探明,但在不同物种中存在着物种特异性的功能。为了揭示SVP基因的进化历史和模式;探究山核桃SVP基因（Ccsvp）对于植株的形态、花期的影响;鉴定与Ccsvp存在蛋白互作的花发育相关基因及具体发挥作用的结构域。本研究利用生物信息学手段分析SVP基因的进化历史以及进化过程中受到的选择压力;通过农杆菌介导侵染异源转化拟南芥来探究CcSVP基因发挥的功能;并使用酵母双杂研究Ccsvp与其上下游基因的互作情况。主要结果如下:1.系统发育分析表明:SVP基因在进化过程中受到纯化选择,向着越来保守的方向发展,说明SVP基因的功能与结构已经趋于稳定。这些选择压力作用的具体位点分布在MADS-box和K-box,它们的改变是导致SVP基因与AGL24、JOINTLESS产生分化的重要原因之一;2.转基因研究表明:Ccsvp在拟南芥中过表达会造成花期延迟、延长/花瓣缺失、雄蕊短且稀少、侧枝减少、果荚短小。这表明Ccsvp对于植株的形态建成、花期、花型、果实发育均有着重要的影响;3.全长蛋白互作实验表明:Ccsvp能够与CcAP1、CcSOC1发生互作,且Ccsvp与CcAP1的互作强度强于Ccsvp与CcSOC1的互作;Ccsvp不与CcFLC互作;4.截短体蛋白互作实验表明:Ccsvp与CcAP1的单一结构域无法单独完成与全长蛋白的互作,需要复数个结构域甚至全长蛋白才能发挥其互作功能。

关键词：山核桃 SVP基因系统发育转基因蛋白互作

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龙眼SVP基因的克隆及功能研究

龙眼SVP基因的克隆及功能研究

作者：魏丹凤福建农林大学

学位级别：硕士

本试验以‘四季蜜’、‘立冬本’龙眼嫁接新梢及‘红核子’龙眼叶芽为材料,研究不同龙眼品种中svp同源基因序列的差异(包括基因序列的可变剪切)及表达差异,探究龙眼svp同源基因在龙眼的成花调控网络中(包括花芽分化和幼年期调控)的作用... 详细信息

本试验以‘四季蜜’、‘立冬本’龙眼嫁接新梢及‘红核子’龙眼叶芽为材料,研究不同龙眼品种中svp同源基因序列的差异(包括基因序列的可变剪切)及表达差异,探究龙眼svp同源基因在龙眼的成花调控网络中(包括花芽分化和幼年期调控)的作用。本试验主要获得了以下研究结果：1.荧光定量PCR验证龙眼13个成花调控基因在‘四季蜜’和‘立冬本’嫁接新梢中表达的差异。结果表明,GI与FKF1基因在‘四季蜜’中均表达升高,svp、 FLC、 EMF2的同源基因在‘四季蜜’中表达降低。龙眼中的TFL1同源基因TFL1(6O27)与TFL1(6475)变化趋势不同,TFL1(6027)在‘四季蜜’中的表达稍高于‘立冬本’,而TFL1(6475)在‘四季蜜’中表达降低。LFY、AP1与SOC1基因在两个品种中的表达差异不明显。2.以‘四季蜜’龙眼嫁接新梢及‘红核子’龙眼叶芽为试验材料,克隆龙眼中的svp同源基因,得到‘四季蜜’龙眼中svp645基因的7个不同拷贝序列、svp2719的7个可变剪切序列,‘红核子’龙眼中svp645基因的7个不同拷贝序列、svp2719的4个可变剪切序列。分析各序列,发现龙眼svp645基因的大多数拷贝在‘红核子’和‘四季蜜’中序列存在差异;svp2719基因在‘四季蜜’和‘红核子’中的碱基序列基本无差异,编码区氨基酸序列完全一致。3.荧光定量PCR分析两个龙眼svp同源基因在‘红核子’品种中花芽分化过程的表达。结果显示,在1月份龙眼花芽开始形态分化的时候,svp645基因的表达达到顶峰,而svp2719基因表达却开始下降,表明svp645与svp2719基因可能具有不同的功能,svp2719功能可能与抑制花芽分化有关。4.选择‘四季蜜’中svp2719的S-1和S-6号基因序列构建重组表达载体,根癌农杆菌介导转化本氏烟草。结果发现龙眼svp2719-S1基因使烟草的花蕾形状发生了变化,花蕾畸形,不能正常成花;svp2719-S6基因使烟草的花朵形状发生了变化,花瓣畸形,但花瓣数、萼片、雌蕊、雄蕊无变化。

关键词：龙眼 SVP基因可变剪切多拷贝基因表达

强冬性甘蓝型冬油菜抽薹相关基因svp和SOC1的克隆与表达分析

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江苏农业学报 2020年第5期36卷 1088-1097页

作者：王祺蒲媛媛赵玉红孙柏林金姣姣王万鹏牛早霞刘丽君马骊武军艳方彦李学才孙万仓甘肃农业大学农学院/甘肃省油菜工程技术研究中心/甘肃省干旱生境作物学重点实验室/甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃兰州730070

甘蓝型冬油菜(Brassica napus L.)的冬前抽薹对北方冬油菜生产是极为不利的。svp(Short vegetative phase)和SOC1(Suppressor of overexpression of constans 1)是与甘蓝型冬油菜抽薹及生长相关的同源基因,为揭示甘蓝型冬油菜抽薹机制,... 详细信息

甘蓝型冬油菜(Brassica napus L.)的冬前抽薹对北方冬油菜生产是极为不利的。svp(Short vegetative phase)和SOC1(Suppressor of overexpression of constans 1)是与甘蓝型冬油菜抽薹及生长相关的同源基因,为揭示甘蓝型冬油菜抽薹机制,以甘肃农业大学育成的强冬性甘蓝型冬油菜16VHNTS158、16VHNPZ269-1和16VHTS309-10为试验材料,对svp和SOC1克隆和表达情况进行分析。核酸序列分析结果表明,强冬性甘蓝型冬油菜svp和SOC1基因的开放阅读框(ORF)长度分别为726 bp和642 bp,分别编码241个和213个氨基酸;2个基因在进化过程中高度保守,属于MADS-box家族成员,编码的蛋白质均为α-螺旋和卷曲环组成的亲水蛋白质,通过对不同抗寒性材料svp和SOC1氨基酸序列比较,分别发现了4个和9个氨基酸位点突变。荧光定量(qPCR)分析结果表明,SVP基因在未抽薹植株叶中高表达,在抽薹未现蕾及抽薹现蕾植株叶中低表达;SOC1基因相对表达量的变化趋势与SVP基因相反,抽薹现蕾及成熟植株中的SOC1基因相对表达量较未抽薹植株高。由此推测svp和SOC1基因可能参与甘蓝型冬油菜抽薹及成花的调控,研究结果可为今后选育强冬性甘蓝型冬油菜晚抽薹抗寒品种提供理论依据。

关键词：甘蓝型冬油菜抽薹 SVP基因 SOC1基因基因表达

果蝇SVP基因在心脏细胞生长尺寸调控中的作用及小鼠心脏发育候选基因的表达研究

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果蝇svp基因在心脏细胞生长尺寸调控中的作用及小鼠心脏发育候选...

作者：李艳梅湖南师范大学

学位级别：硕士

发育过程中细胞生长尺寸的调控研究是刚刚在国际上兴起的一个全新的领域,每一个器官与个体的正常发育过程都会要面对生长尺寸的最终抉择,因此细胞生长尺寸的调控是发育生物学的基本问题。同时由于细胞生长尺寸的改变也会引起发育的异常... 详细信息

发育过程中细胞生长尺寸的调控研究是刚刚在国际上兴起的一个全新的领域,每一个器官与个体的正常发育过程都会要面对生长尺寸的最终抉择,因此细胞生长尺寸的调控是发育生物学的基本问题。同时由于细胞生长尺寸的改变也会引起发育的异常与癌变的产生,与许多人类疾病产生直接的联系,因而实践意义也重要。但是目前关于细胞与器官生长尺寸的调控研究主要在果蝇眼、翅及肿瘤组织中进行的,而研究心脏前体细胞生长尺寸的调控研究还没开始。 svp（seven-up）是类固醇受体家族中的一种孤儿受体,与复眼中的光感受器细胞分化及神经细胞的分化有关。后来发现svp与果蝇心脏前体细胞分化也有关系。果蝇心脏是一个线性的管状结构,位于胚胎背中线的表层下,由具有收缩特性的心肌细胞和不能收缩的副心肌细胞组成。SVP基因在心肌细胞和副心肌细胞都有表达。但是SVP基因与心脏前体细胞的生长大小是否有关还没有报道。本文通过RNAi技术和免疫组化技术,用心脏特异性的抗体检测了SVP基因不同突变系的表型改变,以期来确定SVP基因在细胞生长尺寸调控中的可能作用。此外,本论文还利用胚胎原位杂交、western blot、免疫组化、免疫荧光及胶体金等技术对一系列人类心脏发育基因的小鼠同源基因开展了表达研究,为下一步开展这些候选基因的功能研究奠定了基础。

关键词： SVP基因生长尺寸调控心脏发育候选基因胚胎原位杂交免疫组织化学

菜心抽薹开花基因svp和SOC1的克隆及表达分析

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菜心抽薹开花基因SVP和SOC1的克隆及表达分析

作者：黄秀华南农业大学

学位级别：硕士

菜心是十字花科芸薹属白菜种的一种重要蔬菜,是华南地区栽培面积和上市量均最大的特产蔬菜。菜心是典型的菜薹类蔬菜,正常抽薹开花是其产品器官形成的必要条件。因此对菜心抽薹开花调控机制的研究历来受到关注。近年研究发现低温对菜心... 详细信息

菜心是十字花科芸薹属白菜种的一种重要蔬菜,是华南地区栽培面积和上市量均最大的特产蔬菜。菜心是典型的菜薹类蔬菜,正常抽薹开花是其产品器官形成的必要条件。因此对菜心抽薹开花调控机制的研究历来受到关注。近年研究发现低温对菜心生长发育存在一定程度诱导作用,赤霉素对菜心的抽薹开花亦有促进作用。但有关温度和赤霉素在菜心抽薹开花调控方面的具体分子机制仍鲜有研究。svp(SHORT VEGETATIVE PHASE)和SOC1(SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CONSTANS1)基因是植物重要的开花调控因子,能整合包括温敏途径及赤霉素途径在内的多条途径调控植物抽薹开花。因此,本试验选用菜心早熟品种“四九-19号”和晚熟品种“油绿80天”为材料,通过基因克隆、生物信息学分析、亚细胞定位及荧光定量PCR方法研究菜心Bcsvp、BcSOC1基因在菜心中的表达特性及对赤霉素和温度的响应特性。主要结果如下:1.利用RT-PCR法克隆得到菜心Bcsvp、BcSOC1-1、BcSOC1-2基因,其基因ORF全长分别为727 bp、642 bp、642 bp;BcSOC1-1、BcSOC1-2相似性达到95%。系统进化树分析结果说明Bcsvp、BcSOC1-1、BcSOC1-2与十字花科亲缘关系最近。对Bcsvp、BcSOC1-1、BcSOC1-2基因编码氨基酸序列进行预测分析,并对这三个基因编码蛋白的结构域、保守模体、二级结构等进行预测,发现其均具有MADS家族典型的结构域MADS-box和K-box,基因功能保守。2.将Bcsvp、Bc SOC1-1、BcSOC1-2基因连接到含绿色荧光蛋白的表达载体中构建融合表达载体,并在洋葱表皮中进行瞬时表达,结果表明Bcsvp和BcSOC1-2定位在细胞核,而BcSOC1-1主要定位于细胞核,但在细胞质中也有定位。Bcsvp、BcSOC1-1、BcSOC1-2基因在菜心根、茎尖、叶片和花中均有表达。其中Bcsvp主要在叶片和茎尖中表达;BcSOC1-1在茎尖表达量最高,其次是根和叶片;而BcSOC1-2在根和叶片中表达量均较高,其次是茎尖,这三个基因在花中表达量均较低。3.200 mg/L赤霉素处理显著提高菜心的株高、降低薹粗,并使抽薹、现蕾和开花时间提前。菜心BcSVP基因在现蕾之前相对表达量较高,现蕾之后较低,赤霉素处理使Bcsvp表达下调。BcSOC1-1和BcSOC1-2在现蕾之前均以较低水平保持平稳状态,在现蕾之后表达量上升,赤霉素处理下叶片和茎尖中BcSOC1-1、BcSOC1-2表达上调。4.4℃和15℃低温处理均显著提高菜心的株高、降低薹粗,同时提早菜心抽薹、现蕾、开花时间。荧光定量PCR分析发现4℃和15℃处理下Bcsvp表达下调,同时上调BcSOC1-1、BcSOC1-2表达。综上所述,赤霉素(200 mg/L)以及低温(4℃、15℃)处理显著提前菜心的抽薹开花时间。赤霉素和低温均通过下调Bcsvp表达及上调BcSOC1-1、BcSOC1-2表达,来调控菜心的抽薹开花。

关键词：菜心抽薹开花 SVP基因 SOC1基因赤霉素低温

油菜开花时间调控基因svp的克隆与表达特性分析

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华北农学报 2013年第1期28卷 93-100页

作者：潘丹丹毛群飞张金顺杨丹赵福永长江大学生命科学学院湖北荆州434025 长江大学作物遗传育种研究所农作物多基因型种群育种中心湖北荆州434025 长江大学长江中游湿地农业教育部工程研究中心湖北荆州434025

应用同源克隆法和RT-PCR技术分别从异源四倍体油菜湘油15号和四川黄籽花序组织中克隆了Short veg-etative phase(svp)基因的同源基因,分别命名为Bnsvp-1、Bnsvp-2、Bnsvp-3、Bnsvp-4、Bnsvp-5和Bjsvp-1、Bjsvp-2、Bjsvp-3,GenBank登录号分别为JQ906717、JQ906718、JQ906719、JQ906720、JQ316471和JQ906715、JQ906716、JQ316472。序列分析结果表明,这些svp同源基因编码区长726 bp,编码241个氨基酸残基,具有典型的MIKC结构域,是一类MADS-box调控基因。表达结果分析表明,光周期和GA3处理会使SVP基因的表达模式发生改变,而春化处理后的表达模式与对照相似,其表达模式的改变会导致开花时间提早;在开花前,SVP基因在根、茎、叶组织中均有表达,花期,在花器官的雄蕊、雌蕊和萼片中均有表达,在花瓣中无表达;幼角果的角果皮中该基因的表达水平要高于幼嫩种子。

关键词：油菜开花时间 SVP基因克隆表达模式

芍药PlSVP基因的克隆及其花期调控功能分析

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园艺学报 2022年第11期49卷 2367-2376页

作者：籍凤娇马燕亓帅郭先锋陈俊强山东农业大学林学院山东泰安271018 山东省林业科学研究院济南250014

从芍药(Paeonia lactiflora)中克隆SHORT VEGETATIVE PHASE(svp)基因,研究其对花期的调控功能,为芍药分子育种储备重要基因资源。采用RT-PCR方法从‘大富贵’芍药中克隆了PlSVP基因,其开放阅读框包含687bp碱基,编码228个氨基酸。系统进... 详细信息

从芍药(Paeonia lactiflora)中克隆SHORT VEGETATIVE PHASE(svp)基因,研究其对花期的调控功能,为芍药分子育种储备重要基因资源。采用RT-PCR方法从‘大富贵’芍药中克隆了PlSVP基因,其开放阅读框包含687bp碱基,编码228个氨基酸。系统进化树分析发现,Plsvp编码的蛋白与同属的牡丹Pssvp蛋白亲缘关系最近。qRT-PCR分析结果表明,Plsvp主要在营养器官中表达,在根中表达量最高,其次是叶片;在生殖器官花瓣中表达量极低。将Plsvp转化入哥伦比亚型野生型拟南芥,发现转PlSVP基因的株系较野生型的抽薹、开花时间分别延迟7和15d;在拟南芥svp-41突变体中过表达Plsvp发现,其不再呈现早抽薹、早开花表型,即PlSVP基因回补了svp-41突变体的功能缺失。进一步比较研究表明,拟南芥转PlSVP基因植株中FT、SOC1、LFY、AP1等svp下游开花促进基因的表达量均显著下调。以上结果表明,芍药PlSVP基因负调控植物开花时间,并且可能通过抑制FT、SOC1、LFY、AP1等基因表达而发挥其负调控功能。

关键词：芍药 SVP基因过表达功能互补开花