地被菊匍匐莖橫向重力性相關(guān)基因的發(fā)掘.pdf

1、地被菊是一種兼具綠化、美化、彩化和香化功能的菊花新品種群，株型低矮或匍匐，但匍匐型品種奇缺。本課題組近年來選育出了一批株型完全匍匐、莖節(jié)部著生氣生根、生長(zhǎng)旺盛的新品種，具有較高的園林應(yīng)用價(jià)值。在影響植物生長(zhǎng)的眾多環(huán)境因子(光、溫度、水分、營(yíng)養(yǎng)條件及其它生物等)中，重力是決定高等植物形態(tài)最重要的環(huán)境因子之一。大量研究表明植物枝條的生長(zhǎng)方向是光和重力調(diào)控莖生長(zhǎng)的結(jié)果，大多數(shù)匍匐生長(zhǎng)突變體都與其地上部的重力喪失或鈍感有關(guān)。然而，目前關(guān)于地被菊

2、匍匐生長(zhǎng)特性形成的機(jī)理尚不明確。本研究采用分子生物學(xué)手段構(gòu)建了匍匐莖彎曲部位的基因文庫，探討了匍匐莖彎曲部位基因表達(dá)的特點(diǎn)并對(duì)目標(biāo)基因進(jìn)行了克隆和表達(dá)分析研究，以期揭示匍匐莖形成的分子機(jī)理。主要結(jié)果如下：
　　 ⑴以重力處理后的菊花莖組織向地側(cè)cDNA為檢測(cè)子/驅(qū)動(dòng)子(Tester/Driver)，背地側(cè)cDNA為驅(qū)動(dòng)子/檢測(cè)子(Driver/Tester)進(jìn)行正反向差減雜交，差減PCR產(chǎn)物克隆轉(zhuǎn)化，分別構(gòu)建了兩個(gè)差異表達(dá)cDN

3、A文庫(向地側(cè)LSSH和背地側(cè)USSH)。將SSH文庫克隆的PCR產(chǎn)物點(diǎn)膜與32P同位素探針標(biāo)記，斑點(diǎn)雜交篩選出43個(gè)陽性克隆，獲得的43個(gè)陽性克隆采用載體通用引物進(jìn)行序列測(cè)定都取得了成功，去除載體后對(duì)序列進(jìn)行聚類分析后只獲得代表同一個(gè)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的3個(gè)序列的Contig(重疊群)，其余40個(gè)序列都為singletons(單元素).采用BlASTn，BlASTx，COG等生物學(xué)分析軟件對(duì)陽性克隆序列進(jìn)行生物學(xué)信息處理與分析后可以分成41個(gè)基

4、因族(其中22個(gè)來自匍匐莖背地側(cè)，19個(gè)來自向地側(cè))，核苷酸序列在NCBI上的登錄號(hào)為FS999558-FS999598。這些受重力刺激表達(dá)的基因覆蓋了植物生長(zhǎng)的許多方面，多數(shù)與細(xì)胞壁的生物合成相關(guān)，例如微管蛋白、枯草桿菌蛋白酶、谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶、擴(kuò)張蛋白、脂質(zhì)轉(zhuǎn)移酶，這些基因在向地側(cè)或背地側(cè)的差異表達(dá)可能導(dǎo)致了匍匐莖的向重性彎曲生長(zhǎng)。另外一些與離子轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)的基因也因重力的刺激出現(xiàn)了特異表達(dá)，例如硼轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和鋅轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。
　　 ⑵

5、通過RT-PCR、RACE技術(shù)從地被菊‘雨花金華’中成功克隆了一個(gè)β微管蛋白基因，命名為CmTUB，基因登錄號(hào)為AB608732。序列分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，地被菊‘雨花金華’CmTUB基因cDNA全長(zhǎng)為1544bp，編碼446個(gè)氨基酸，氨基酸序列由一個(gè)包含198個(gè)氨基酸殘基的GTPase結(jié)構(gòu)域和138個(gè)氨基酸殘基的C-端組成，并包含6個(gè)與微管蛋白連接相關(guān)的功能域。系統(tǒng)進(jìn)化樹分析表明與棉花等雙子葉植物親緣關(guān)系較近.熒光定量PCR分析結(jié)果表明，Cm