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甘蓝型油菜及近缘亲本春化基因vin3的克隆与进化分析

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甘蓝型油菜及近缘亲本春化基因VIN3的克隆与进化分析

作者：罗洁华中科技大学

学位级别：硕士

开花是植物从营养生长到生殖生长的一个重要转折点。开花启动的时机对生殖生长至关重要，而春化是一年生冬性植物开花必不可少的条件。甘蓝型油菜(Brassicanapus, AnAnCnCn,2n=38)，甘蓝(Brassica olerecea, CoCo,2n=18)，白菜(Brassica... 详细信息

开花是植物从营养生长到生殖生长的一个重要转折点。开花启动的时机对生殖生长至关重要，而春化是一年生冬性植物开花必不可少的条件。甘蓝型油菜(Brassicanapus, AnAnCnCn,2n=38)，甘蓝(Brassica olerecea, CoCo,2n=18)，白菜(Brassica rapa,ArAr,2n=20)是世界上重要的三大农作物，他们都属于冬性一年生蔬菜作物，都需要经历一个低温阶段即春化才能顺利完成发育转变。在拟南芥中，春化对开花的促进作用主要是通过春化相关基因对FLOWERING LOCUS C (FLC)表达的抑制来实现的，而春化基因VERNALIZATION INSENSITIVE3(vin3)是FLC的直接抑制因子。因此探明vin3基因在这三大作物之间的基因组结构以及进化关系对于探明芸薹属的开花调控具有重要的意义。本实验通过选取20种不同来源的甘蓝型油菜，甘蓝，白菜作为实验对象，分别从cDNA水平和DNA水平对vin3的基因结构以及拷贝数和亲缘关系进行分析研究。（1）通过PCR扩增的方法，在甘蓝型油菜中成功克隆了春化基因Bnvin3的DNA全长序列和cDNA序列。结果表明，该基因包含5个外显子和4个内含子，最大开放阅读框为2550bp，编码559个氨基酸序列。从甘蓝型油菜中分离得到4个vin3基因的拷贝，此4个拷贝分别对应在白菜的A2，A3染色体以及甘蓝的C2，C3染色体上，因此将4个拷贝命名为Bn.A2vin3, Bn.A3vin3, Bn.C2vin3, Bn.C3vin3。（2）4个拷贝荧光定量PCR分析，初步探明了这4个拷贝在春化过程中对开花时间作出的贡献大小。（3）通过同源序列克隆法，在不同来源的20种甘蓝和白菜中克隆了vin3并测序。结果表明，甘蓝型油菜，白菜以及甘蓝vin3在核苷酸水平的同源性为92.7%-98.7%。在比较甘蓝型油菜vin3基因，白菜vin3基因以及甘蓝vin3基因的时候分离得到一个可以区分AA基因组和CC基因组的关键片段，将此片段命名为SqA，SqA只存在于AA基因组。有SqA的拷贝与白菜vin3基因达到96%-98%的同源性，不存在SqA的拷贝与甘蓝vin3的同源性也达到了96%-98%。另外在单独比较甘蓝vin3基因时在第一个内含子区段分离得到一个差异片段，将此片段命名为SqB，SqB只存在甘蓝中，在甘蓝型油菜vin3基因以及白菜vin3基因中都不存在。并与野生甘蓝vin3基因进行比较，发现野生甘蓝vin3基因中也不存在SqB，因此推断SqB是探明甘蓝进化关系的关键片段。并利用CLUSTALX和MEGA5软件将vin3序列进行比对，并构建NJ系统进化树，比较了甘蓝型油菜与其近缘亲本在vin3水平的进化关系。

关键词： vin3 甘蓝型油菜白菜甘蓝进化

1989～1999年间vin3患者的特点、治疗方案、2002064治疗效果及与外阴鳞状细胞癌关系的回顾性分析

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实用妇产科杂志 2002年第4期 262-262页

作者： PeterSykes 田园顾向应

结球甘蓝春化相关基因Bovin3的克隆及其表达分析

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园艺学报 2012年第6期39卷 1099-1106页

作者：赵荣秋胡远蒋欣梅于锡宏东北农业大学园艺学院蔬菜生理与设施园艺研究室哈尔滨150030

根据已报道的拟南芥春化相关基因vin3设计引物,通过RT-PCR方法首次从结球甘蓝中克隆得到两条春化相关基因Bovin3的cDNAORF编码区序列,各1 680 bp,GenBank登录号分别为JQ394927和JQ394928,可编码由560个氨基酸组成的蛋白质;与拟南芥vin3... 详细信息

根据已报道的拟南芥春化相关基因vin3设计引物,通过RT-PCR方法首次从结球甘蓝中克隆得到两条春化相关基因Bovin3的cDNAORF编码区序列,各1 680 bp,GenBank登录号分别为JQ394927和JQ394928,可编码由560个氨基酸组成的蛋白质;与拟南芥vin3基因在核酸水平上同源性分别达到85.55%和79.95%;与拟南芥氨基酸序列同源性分别为80.72%和72.96%。半定量RT-PCR表达分析表明Bovin3受春化作用的诱导,只在感应低温的茎尖生长点表达,在其它部位不表达,并且其转录产物随春化时间延长逐渐积累,在春化42 d时达到峰值;而在不同浓度GA3和KT诱导下不表达;FLC受春化作用的抑制,并且Bovin3受诱导表达后才能使FLC的表达受到抑制,暗示在结球甘蓝中Bovin3可能参与春化调控开花的生物学过程,属于春化特异基因,只响应低温诱导而转录。

关键词：结球甘蓝 vin3 春化作用基因表达

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植物同源结构域指蛋白在拟南芥等十字花科植物春化作用途径中的功能

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生物工程学报 2010年第1期26卷 1-8页

作者：胡功铃陈国平胡宗利顾峰李勇重庆大学生物工程学院重庆400030

春化低温处理可以使拟南芥等十字花科植物提前开花,该过程中涉及到一个重要的植物同源结构域指(PHD-finger)蛋白VERNALIZATION INSENSITIVE3(vin3)。PHD-finger结构域是真核生物中一种进化保守的锌指结构域,通常参与蛋白质之间的相互作... 详细信息

春化低温处理可以使拟南芥等十字花科植物提前开花,该过程中涉及到一个重要的植物同源结构域指(PHD-finger)蛋白VERNALIZATION INSENSITIVE3(vin3)。PHD-finger结构域是真核生物中一种进化保守的锌指结构域,通常参与蛋白质之间的相互作用,特别是对核小体组蛋白进行甲基化、乙酰化、磷酸化等修饰。在春化处理过程中,vin3及其同源基因编码的蛋白都具有PHD-finger结构域,该结构域通过对开花抑制基因FLOWERING LOCUS C染色质组蛋白进行H3K9、H3K27甲基化、H3K9和H3K14去乙酰化等修饰,调节FLC染色质结构状态,使其从松弛状态转变为高度凝缩状态而关闭其功能,从而影响FLC转录活性进而促进开花。以下综述了拟南芥等十字花科植物春化作用途径中PHD-finger蛋白的功能,并且概述了春化作用机制。

关键词：植物同源结构域指蛋白 vin3 FLOWERING LOCUS C 春化作用组蛋白修饰

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