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文檔簡介
1、在植物生長過程中,開花是從營養(yǎng)生長向生殖生長轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時期,是植物生長發(fā)育和繁衍后代的重要環(huán)節(jié),提前開花不僅可以調(diào)節(jié)花期,還能加快品種的選育。延遲開花可在生產(chǎn)中避免植物的早熟。所以開花時間在植物的生產(chǎn)和育種中存在著重要意義。影響開花時間的因素主要包括溫度和光照等外界環(huán)境因素以及內(nèi)在因子(植物生長狀態(tài)、發(fā)育階段和遺傳因素等)。春化途徑、自主途徑、光周期途徑和赤霉素途徑是主要的調(diào)節(jié)芥菜開花的途徑。雖然這些途徑中存在不同的調(diào)控開花基因,但最終
2、會匯聚到共同的開花整合子上。目前,擬南芥中大量的與開花時間相關(guān)基因已經(jīng)被分離出來,如FLOWERING LOCUSC(FLC)、SUPPRESSOR OF CO OVEREXPRESSION1(SOC1)、 FLOWERING LOCUS T(FT)等,而其中SOC1和FT是促進開花的基因,F(xiàn)LC與之相反,是抑制開花的基因。由于芥菜和甘藍都是重要的十字花科蔬菜作物,前者屬于種子春化型,后者屬于綠體春化型。因此,對芥菜和甘藍中開花時間調(diào)控
3、基因SOC1的研究,在生產(chǎn)和實踐中都存在著十分重要的意義。
本實驗以芥菜和甘藍為研究材料,利用已報導的開花基因保守區(qū)域設(shè)計特異引物,克隆得到了芥菜和甘藍的SOC1基因。將兩種十字花科蔬菜的基因SOC1進行序列同源性分析,并利用實時熒光定量RT-PCR對芥菜的開花調(diào)控基因SOC1在不同途徑中的表達情況進行分析。
1 SOC1的克隆與分析
根據(jù)已發(fā)布的擬南芥中SOC1基因的保守區(qū)域設(shè)計特異引物,從芥菜和甘藍中克
4、隆得到SOC1基因的cDNA序列,芥菜SOC1基因含有625bp個堿基,編碼208個氨基酸殘基,進化分析表明與油菜SOC1(AFM77891.1)的親緣關(guān)系最近。甘藍SOC1基因含有625bp堿基,編碼209個氨基酸殘基,與油菜SOC1(AFH41826.1)的親緣關(guān)系最近。兩者都是MIKC型MADS蛋白,芥菜和甘藍SOC1編碼的氨基酸殘基的同源性達到88.99%。推導氨基酸序列結(jié)果顯示芥菜和甘藍中SOC1基因編碼的氨基酸序列中含有MA
5、DS MEF2-Like的MADS域,是MADS家族的成員。
2自主途徑中芥菜SOC1基因的表達分析
利用熒光定量RT-PCR方法分析了SOC1基因在不同開花途徑中(自主途徑、光周期途徑和春化途徑)芥菜葉片和莖尖中的表達情況。結(jié)果表明,芥菜生長初期SOC1表達量很低,隨著植物的生長SOC1的表達量會上升。在芥菜自主途徑中,第3個時期SOC1的表達量會呈現(xiàn)大幅度增加,在莖尖中表現(xiàn)尤為明顯,最先達到表達量的最大值,SOC
6、1的表達量約為第2個時期的7倍,然后表達量開始下降,葉片中第3個時期SOC1的表達量約為第2個時期的的5倍;葉片中第4個時期表達量會有少量上升,之后開始下降。這表明芥菜生長過程中存在一復雜的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)來調(diào)控自身的開花,達到繁衍后代的目的。
3光周期途徑中芥菜SOC1基因的表達分析
在光周期途徑的5個時期中,只有葉片第3個時期相比前一個時期(第2個時期)表達量略有下降,其他時期SOC1的表達量一直在上升,葉片和莖尖中
7、最大表達量都出現(xiàn)在第5個時期中,而且除了第3個時期葉片中SOC1的表達量低于莖尖,其他四個時期葉片中SOC1的表達量都明顯高于莖尖。這表明長日照促進了SOC1的表達。
4春化途徑中芥菜SOC1基因的表達分析
在低溫條件下,第2個時期的莖尖和葉片中SOC1的表達量很低,莖尖中第3個時期中表達量開始上升,而表達量上升最明顯的是在第5個時期。在葉片中SOC1表達量的最大值是第3個時期,而且葉片中SOC1的表達量也明顯高于莖
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