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版纳龙竹CONSTANS和LEAFY同源基因的克隆与序列分析

作　者: 崔丽莉
导　师: 杨宇明；杨汉奇；王娟
学　校: 西南林业大学
专　业: 野生动植物保护与利用
关键词: 版纳龙竹 CONSTANS基因 LEAFY基因克隆序列分析
分类号: Q943.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

大多数竹子具有漫长的开花周期,一般为3至120年,且大部分呈群体开花、群体死亡的状况,但是到目前为止,虽然有关竹子开花后呈群体死亡的原因有多种假说,但其开花调控机理仍不清楚,以至没有一个假说可得到科学证实,而成为植物开花生理学中的一个未解难题。CONSTANS (CO)基因是植物光周期调控开花途径中的关键基因之一,可直接激活开花整合因子FT和SOC1的表达,决定了植物能否感受日照长度的变化,是植物由营养生长转向生殖生长的开花重要调控或诱导基因。而LFY基因则在有花植物和无花植物中都存在,是当植物进入生殖生长后,决定植物成花分生组织形成的结构基因,并在花器官形成中还发挥着接连许多花诱导途径的输出信号和激活花器官决定基因ABC的关键作用,是植物在成花过程中花器官形成的结构基因,被视为植物开花的主要调控基因。因此,植物CO基因和LFY基因的功能和作用机制逐步成为了近年来植物学关于成花基因研究的热点。版纳龙竹(Dendrocalamus xishuangbannaensis D. Z. Li & H. Q. Yang)为最近定名的一个牡竹属大型丛生竹种,仅分布于云南省南部,是一种用途广泛、经济价值极高的优良材用竹种。幸运的是,在野外竹子开花材料调查和收集过程中,本人指导老师获得了大量版纳龙竹处于花期的小穗材料。因此,本研究以版纳龙竹的幼叶及未开花小穗为实验材料,利用基因组DNA和总RNA的提取技术,自主设计引物,通过聚合酶链式反应(PCR)扩增的方法进行CO和LFY同源基因的分子克隆研究,并对获得的DNA序列进行BLAST分析,在线预测和分析了其编码的氨基酸序列。获得的初步研究结果如下:1、获得了版纳龙竹一个CO同源基因DxCO1的全长序列。(1)通过对其它相近植物的CO基因序列的分析,自主设计多对引物,通过PCR技术,成功扩增出一条长度为1901bp的DNA片段,并克隆到pGEM-T载体。测序和序列分析结果显示该片段可能是CO同源基因全长序列,命名为DxCO1,该基因编码区1119bp,含有2个长度分别为759bp、360bp的外显子,共编码373个氨基酸;其GenBank注册号为GQ358925。(2)在GenBank中进行Blast同源性检索的结果显示,DxCO1核苷酸序列与其它禾本科植物CO同源基因的核苷酸序列同源性高达78%～91%。推测DxCO1的蛋白质序列的氨基端含有一个类似锌指蛋白的B-box (Cx2Cx8Cx7Cx2Cx4Hx8H)结构域,羧基端含有一个CCT(CO, CO-like, TOC1)结构域。(3)根据DxCO1推测的蛋白质序列与其它种子植物CO同源基因蛋白质序列的系统发育分析结果显示,DxCO1与小麦HD1同源等6个基因聚成了一个强烈支持的分支。序列和结构的高度同源性表明,DxCO1确实是版纳龙竹的1个CO同源基因,可能对其开花调控有着重要作用。2、以模式植物的LFY基因序列为基础,自主设计多对引物,以总RNA为摸板,通过PCR技术,成功扩增出两条长度为600-900bp的cDNA片段L1、L2,经克隆、测序,并在GenBank中进行同源性检索和结构比较分析,结果显示L1、L2可能不是LFY同源基因片段,其原因可能是引物特异性不高和模板的影响。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-24
  1.1 研究背景及意义  10-11
  1.2 研究目的  11-12
  1.3 国内外研究现状  12-24
    1.3.1 植物开花机理研究进展  12-15
    1.3.2 竹子开花研究  15-17
    1.3.3 CONSTANS（CO）基因的研究现状  17-20
    1.3.4 LEAFY（LFY）基因的研究现状  20-22
    1.3.5 植物功能基因研究技术  22-23
    1.3.6 研究发展趋势  23-24
2 材料与方法  24-34
  2.1 实验材料  24-25
    2.1.1 植物材料  24
    2.1.2 引物与载体  24-25
    2.1.3 试剂与仪器  25
  2.2 实验方法  25-34
    2.2.1 总DNA 的提取（CTAB 法）  26
    2.2.2 总RNA 的提取  26-27
    2.2.3 cDNA 第一链的合成  27-28
    2.2.4 PCR 扩增  28-29
    2.2.5 纯化  29-30
    2.2.6 割胶纯化  30
    2.2.7 克隆  30-32
    2.2.8 目的片段的测序及分析  32-34
3 结果及分析  34-47
  3.1 基因组DNA 提取结果  34-35
  3.2 总RNA 提取结果  35-36
  3.3 CO 基因PCR 产物的扩增和克隆  36-40
  3.4 CO 基因序列和同源性分析  40-44
  3.5 LFY 基因PCR 产物的扩增、克隆和序列分析  44-47
4 结论与讨论  47-50
  4.1 结论  47-48
    4.1.1 CONSTANS（CO）基因  47
    4.1.2 LEAFY（LFY）基因  47-48
  4.2 讨论  48-50
    4.2.1 CONSTANS（CO）基因  48-49
    4.2.2 LEAFY（LFY）基因  49-50
参考文献  50-57
硕士研究生期间发表论文情况  57-58
致谢  58-60
附录1  60-62
附录2  62-64
附录3  64-65
附录4  65

版纳龙竹CONSTANS和LEAFY同源基因的克隆与序列分析

内容摘要

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