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文檔簡介
1、NAC轉(zhuǎn)錄因子基因家族是植物所特有的基因家族,也是植物中最大的基因家族之一。NAC轉(zhuǎn)錄因子最初來源于矮牽牛NAM基因和擬南芥ATAF1、ATAF2和CUC基因的一段共有的序列。NAC轉(zhuǎn)錄因子家族基因在植物的生長和發(fā)育過程中起著重要的作用,通過在不同的發(fā)育階段和組織中表達(dá)調(diào)控植物的生長和發(fā)育,調(diào)節(jié)著胚胎的發(fā)育,頂端分生組織的形成,側(cè)根的發(fā)育,激素信號的傳導(dǎo),對生物逆境和非生物逆境的反應(yīng),果實(shí)的成熟等。 番茄(Lycopersico
2、n esculentum Mill.)果實(shí)成熟研究是目前研究的熱點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)室獲得了一株T—DNA插入的番茄成熟突變體,其植株的果實(shí)成熟特征與nor和rin突變體相近,果實(shí)很難成熟,且噴施乙烯并不能使其成熟,只是成熟期果實(shí)顏色比nor和rin突變體果實(shí)略深,通過對側(cè)翼序列的分析,發(fā)現(xiàn)T—DNA插入到NAC基因家族的一個成員中,我們把這個基因命名為Nur(Null ripe),其插入突變命名為Nur。生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn),Rin、Nur和No
3、r基因都是轉(zhuǎn)錄因子,表明轉(zhuǎn)錄因子在果實(shí)的發(fā)育中起著重要的調(diào)節(jié)作用,這些基因表型說明其可能在果實(shí)成熟反應(yīng)的上游調(diào)控著果實(shí)的成熟。生物信息學(xué)分析還發(fā)現(xiàn),Rin基因的同源基因可能調(diào)控著草莓,擬南芥等非呼吸躍變型果實(shí)的成熟,表明在所有類型的果實(shí)中存在著共同的調(diào)控因子。而Nur和Nor基因同屬于NAC轉(zhuǎn)錄因子基因家族,兩者的同源性為65%。 因此,本實(shí)驗(yàn)通過生物信息學(xué)的手段,從Nur和Nor以及其他已如NAC基因入手,尋找一些可能與果實(shí)成
4、熟相關(guān)的NAC基因,分析這些NAC基因?qū)麑?shí)成熟的影響,這對闡明果實(shí)成熟的分子機(jī)理有著重要的理論意義,同時對生產(chǎn)實(shí)踐中的育種工作也有較大的應(yīng)用價值。本研究主要結(jié)果如下: 1.利用生物信息學(xué)的手段從番茄核酸數(shù)據(jù)庫中獲得了21個全長NAC基因,通過多序列聯(lián)配發(fā)現(xiàn):番茄NAC基因N末端高度保守,而C末端高度差異;NAC結(jié)構(gòu)域由A、B、C、D、E五個亞結(jié)構(gòu)域組成。 2.通過構(gòu)建生物進(jìn)化樹并結(jié)合已知的NAC基因的功能、數(shù)字表達(dá)譜等
5、方法,對番茄中的NAC基因進(jìn)行了分類和初步的功能預(yù)測;篩選出兩個可能與果實(shí)成熟相關(guān)的基因:SGN—U213215(NAC15)、SGN—U213218(NAC18)。 3.利用RFIP分析了Nur基因在M82和LA716兩個番茄品種中的多態(tài)性,結(jié)果表明Nur基因在這兩個品種中有明顯的多態(tài)性,結(jié)果還顯示Nur基因?yàn)閱慰截惢颉?4.利用76個IL群體將Nur基因定位在番茄第2染色體的2—A區(qū)域。 5.克隆了三個全長
6、NAC基因:NAC15、NAC18、Nur基因,并通過了測序驗(yàn)定。 6.構(gòu)建了NAC18基因的超量表達(dá)和反義抑制植物遺傳轉(zhuǎn)化載體,Nur基因的超量表達(dá)植物遺傳轉(zhuǎn)化載體。 7.對全長Nur基因的RNA干涉株系進(jìn)行了分子及生理檢測發(fā)現(xiàn):NurR2株系為轉(zhuǎn)基因株系,NurR2的果實(shí)不能成熟,沒有呼吸躍變,果實(shí)硬度顯著大于對照,種子與對照相比很小。 8.發(fā)現(xiàn)Nur基因的同源基因AtNAC2可能與擬南芥果實(shí)的成熟相關(guān),表明
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