甘藍(lán)型油菜CHSA、CHSB基因以及WRKY44同源基因片斷的克隆與序列分析.pdf

1、甘藍(lán)型油菜(Brassica napus L.)是世界主要油料作物之一,也是中國最大的油菜籽作物.提高單產(chǎn)的同時提高油菜籽的含油量和品質(zhì)一直是當(dāng)代油菜育種的核心目標(biāo),采用現(xiàn)代生物技術(shù)結(jié)合常規(guī)育種創(chuàng)造含油量高、蛋白質(zhì)含量高、種皮薄、纖維素含低的黃籽油菜品系(種)是當(dāng)前油菜研究中的一個熱點(diǎn).擬南芥(Arabidopsisthaliana L.)的研究表明,在其種皮色素形成的多個分子生物學(xué)與生物化學(xué)步驟中,任何一步的功能失活性突變均會導(dǎo)致種皮

2、色素沉積的阻斷或弱化,從而使種皮顏色由傳統(tǒng)的深褐色變?yōu)辄S色甚至透明種皮,目前在擬南芥中已鑒定出21個透明種皮基因(Transparent Testa,TT)位點(diǎn).油菜與擬南芥同屬于十字花科,且甘藍(lán)型油菜種皮色澤形成方式與擬南芥很相似,因此借鑒擬南芥透明種皮分子生物學(xué)研究的成果,是研究甘藍(lán)型油菜種皮色澤分子機(jī)制和開展油菜種皮色澤基因工程的重要理論依據(jù).天然甘藍(lán)型油菜沒有黃色種皮,而采用人工合成四倍體或從其近緣種進(jìn)行黃籽性狀轉(zhuǎn)育而得的黃籽甘

3、藍(lán)型油菜又存在著色澤不穩(wěn)定、黃籽度和黃籽率不理想等弱點(diǎn).闡明甘藍(lán)型油菜黃籽形成的遺傳學(xué)與分子生物學(xué)機(jī)理、克隆黃籽基因以及采用基因工程的方法創(chuàng)造人工黃籽甘藍(lán)型油菜是當(dāng)前甘藍(lán)型油菜品質(zhì)研究中的一個重要課題.查爾酮合酶(chalcone synthase,CHS)是植物黃酮類和花青素類色素形成步驟中的一個關(guān)鍵酶,因此是種皮、花瓣等器官色澤形成的重要酶類,在擬南芥中CHS的功能突變被鑒定為導(dǎo)致透明種皮的TT4位點(diǎn).WRKY44基因編碼一種蛋白調(diào)

4、控因子,在擬南芥的內(nèi)種皮單寧類色澤的形成中具有關(guān)鍵作用,其功能性失活在擬南芥中被鑒定為形成透明種皮的TTG2位點(diǎn).鑒于CHS和WRKY44在擬南芥等十字花科植物種皮色澤形成中的重要功能角色,該研究以甘藍(lán)型油菜為材料,根據(jù)已報(bào)道的甘藍(lán)型油菜CHS基因的序列設(shè)計(jì)引物,從黑籽和黃籽材料中分別克隆得到了甘藍(lán)型油菜CHS基因家族中的兩個成員CHSA和CHSB的序列,并進(jìn)行了對比分析,力求尋找所研究的甘藍(lán)型黃籽油菜黃色種皮的形成與CHS的關(guān)系.同時

5、根據(jù)擬南芥WRKY44基因的保守序列設(shè)計(jì)引物,從黑籽甘藍(lán)型油菜中克隆獲得WRKY44基因序列,并進(jìn)行了序列分析.該研究所克隆的基因序列均是以甘藍(lán)型油菜基因組DNA為模板而擴(kuò)增得到的,至于它們對應(yīng)的cDNA序列的結(jié)構(gòu)及表達(dá)水平如何,即此處所克隆基因序列的表達(dá)功能是否與擬南芥相似或存在不一致的地方,尚待進(jìn)一步研究.該研究顯示,此處所用甘藍(lán)型黃籽油菜的黃色種皮形成也許與CHSB1基因位點(diǎn)上發(fā)生的遠(yuǎn)緣物種間的染色片斷交換有關(guān),但這只是一個初步的