甘藍(lán)型油菜突變體sfz的獲得與初步分析.pdf

1、油菜是我國重要的油料作物之一，我國是全球植物油消費(fèi)大國，植物油自給不足。而油菜少分枝有利于高密度種植和機(jī)械化收獲，葉片表面蠟質(zhì)合成則影響到油菜對(duì)外界逆境的響應(yīng)。因此，研究油菜分枝發(fā)育和蠟質(zhì)合成具有重要的理論和實(shí)際價(jià)值，本研究以構(gòu)建獲得的油菜突變體sfz為研究對(duì)象，通過表型分析和轉(zhuǎn)錄組分析，試圖研究甘藍(lán)型油菜分枝發(fā)育和蠟質(zhì)合成的分子遺傳機(jī)制。主要工作由四部分組成:
　　1.甘藍(lán)型油菜少分枝突變體sfz的獲得
　　我們利用激活標(biāo)

2、簽載體轉(zhuǎn)化寧油12植株，并通過草丁膦初篩獲得草丁膦陽性油菜轉(zhuǎn)化株56株，再經(jīng)PCR分子鑒定后確定33棵為轉(zhuǎn)化植株，再經(jīng)表型鑒定，篩選出少分枝油菜突變體sfz。
　　2.少分枝突變體sfz的表型分析
　　與野生型油菜植株相比，少分枝突變體在油菜抽薹后，只有主莖生長，沒有分枝產(chǎn)生，等到后期，在主莖的頂端，才有分枝產(chǎn)生。因此我們把這個(gè)突變體定名為sfz（少分枝拼音的首字母）;與野生型植株相比，幼苗期突變體sfz葉片表面發(fā)亮。

3、>　　幼苗期突變體sfz葉片表面發(fā)亮，通過掃描電鏡觀察發(fā)亮葉片表面的微觀結(jié)構(gòu)，我們發(fā)現(xiàn)在油菜突變體sfz葉片表面比較光滑，觀察不到蠟質(zhì)結(jié)晶等物質(zhì)，但是野生型植株寧油12的葉片表面有很多柱狀凸起、片狀蠟質(zhì)結(jié)晶顆粒。進(jìn)一步，我們測定了葉片的蠟質(zhì)含量，結(jié)果表明，突變體sfz葉片表面蠟質(zhì)總量減少，油菜突變體sfz幼苗葉片表面的蠟質(zhì)總含量為398.85μg/cm2，而寧油12幼苗葉片表面的蠟質(zhì)總含量高達(dá)986.33μg/cm2，其葉片表面蠟質(zhì)含量

4、僅為寧油12中的40％同時(shí)。而分析蠟質(zhì)各個(gè)組成成分后，我們發(fā)現(xiàn)突變體中各組分含量均有所減少，其中C29烷烴和C31烷烴這兩個(gè)組分減少的量最多，分別從753.47μg/cm2減少到318.24μg/cm2、88.27μg/cm2減少到13.99μg/cm2。突變體sfz葉片葉綠素滲出實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)油菜突變體sfz葉片表面蠟質(zhì)減少，葉片葉綠素溶出變快。
　　3.少分枝油菜突變體sfz的轉(zhuǎn)錄組分析
　　通過對(duì)植物分枝發(fā)育相關(guān)差異基因

5、的分析，在突變體sfz中，MAX2和D14基因表達(dá)上調(diào)，促進(jìn)獨(dú)腳金素內(nèi)酯(Strigolactones)對(duì)植物分枝的抑制作用，導(dǎo)致植株有效分枝減少;AXR1基因表達(dá)也上調(diào)，從而抑制了細(xì)胞分裂素對(duì)植物分枝的促進(jìn)作用，最終導(dǎo)致突變體sfz的有效分枝數(shù)減少;ARR4、ARR7、SCF和KMD基因表達(dá)下調(diào)的綜合效應(yīng)是抑制了SHY2基因的表達(dá)，而SHY2基因的功能是來抑制AREs(Auxin Response Factors)轉(zhuǎn)運(yùn)生長素，再加上A

6、RF2、ARF8和ARF18基因的表達(dá)也上調(diào)，從而促進(jìn)生長素轉(zhuǎn)運(yùn)到腋生分生組織，最終抑制突變體sfz形成有效分枝;同時(shí)，植物脂肪酸合成途徑中ACP和LPD基因表達(dá)也下調(diào)，從而使蠟質(zhì)和角質(zhì)合成的原材料減少，最終導(dǎo)致突變體fz葉片表面蠟狀物質(zhì)減少，葉片發(fā)亮。
　　4.少分枝油菜突變體sfz側(cè)翼序列的擴(kuò)增與分析
　　本研究采用DNA Walking SpeedUp Kit、加接頭TAIL-PCR以及不加接頭TAIL-PCR來擴(kuò)增突