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烟草CONSTANS同源基因的克隆与分析

作　者: 陆莹
导　师: 王志德
学　校: 中国农业科学院
专　业: 作物种质资源学
关键词: 烟草 CO同源基因 NtCO克隆 表达模式
分类号: S572
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


开花是植物从营养生长阶段转变到生殖阶段的关键环节，植物通过对环境信号以及内源信号的应答途径构成了一个调控网络，控制着花期的转变，这一调控网络对植物适应环境以及传宗接代具有决定性的重要意义。由光、日长和生理钟介导的光周期途径驱动了植物花期的转变，CONSTANS（CO）基因是光周期途径中的关键基因之一。CO可以激活FT基因的表达，产生成花素FT蛋白来促进开花。CO基因编码一个在N端有2个锌指结构域（B-box）和在C端有1个CCT结构域的转录因子。CO基因受日照长度和生物钟调控，表达量在一天之内呈节律性变化。本研究主要的实验结果如下：（1）烟草CO同源基因的克隆利用马铃薯StCO基因序列和茄科基因组数据库设计引物，应用RACE技术从短日照烟草品种Kutsaga. Mammoth10（Nicotiana tabacum cv. Kutsaga Mammoth10）中克隆到3个CO同源基因，并命名为NtCO1、NtCO2和NtCO3。（2）烟草CO同源基因序列分析通过生物信息学方法的分析发现，其编码的蛋白均含有2个保守的结构域—B-box锌指结构域和CCT结构域。经同源性比对和构建系统发育树分析发现，NtCO1、 NtCO2和NtCO3基因同拟南芥和其他植物中CO基因具有同源性，同茄科的马铃薯StCO和番茄SlCO一致性最高，进化距离最短。NtCO1、NtCO2属于CO家族第I亚组，NtCO3属于CO家族第III亚组。（3）烟草NtCO1表达模式分析通过组织器官特异性表达分析发现，NtCO1基因mRNA在叶片中优势表达，茎中次之，根中最弱，且在现蕾期和营养生长中期的表达量明显高于幼苗期。Real Time PCR检测发现NtCO1基因的表达呈现昼夜节律性，并且这种表达模式受日照长度的调节。本文结果为烟草开花途径分子机理的研究、烟草种质资源创新和分子育种提供了重要的依据。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-12
第一章 前言  12-20
  1.1 高等植物开花概述  12-15
    1.1.1 光周期途径  12
    1.1.2 春化作用途径  12-14
    1.1.3 自主途径  14
    1.1.4 赤霉素途径  14
    1.1.5 植物开花途径的互作  14-15
  1.2 植物 CO 家族基因的特性  15-17
    1.2.1 CO 基因的由来及家族成员  15
    1.2.2 CO 蛋白的结构和类型  15-16
    1.2.3 CO 基因的功能  16-17
    1.2.4 CO 的表达与调控  17
  1.3 光周期促进烟草开花研究进展  17-18
    1.3.1 烟草概况  17-18
    1.3.2 烟草的光周期与开花  18
  1.4 本研究的目的意义  18-20
第二章 烟草 CO 同源基因克隆与分析  20-42
  2.1 材料与试剂  20
    2.1.1 实验材料及处理  20
    2.1.2 实验所用试剂  20
  2.2 实验方法和步骤  20-29
    2.2.1 总 RNA 提取前准备工作  20-21
    2.2.2 总 RNA 提取操作步骤  21
    2.2.3 总 RNA 纯度检测  21-22
    2.2.4 中间片段的克隆  22-24
    2.2.5 中间片段的序列分析  24
    2.2.6 3’RACE 与 5’RACE  24-29
  2.3 结果与分析  29-40
    2.3.1 总 RNA 的提取  29
    2.3.2 中间片段的克隆  29-31
    2.3.3 RACE 扩增结果与分析  31-40
  2.4 讨论  40-42
    2.4.1 RNA 的提取  40
    2.4.2 RACE 获得基因全长  40-41
    2.4.3 CO 家族成员与功能  41-42
第三章 烟草 NtCO1 基因的表达分析  42-49
  3.1 NtCO1 时空表达分析  42-44
    3.1.1 实验材料准备和试剂  42
    3.1.2 实验方法与步骤  42-44
  3.2 NtCO1 昼夜节律表达分析  44-46
    3.2.1 材料、试剂和仪器  44-45
    3.2.2 实验方法与步骤  45-46
  3.3 结果与分析  46-48
    3.3.1 NtCO1 时空表达分析  46
    3.3.2 NtCO1 昼夜节律表达分析  46-48
  3.4 讨论  48-49
第四章 全文结论  49-51
参考文献  51-57
附录  57-59
致谢  59-60
作者简历  60

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 经济作物 > 烟草（菸草）
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