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、生長旺盛的新品種，具有較高的園林應(yīng)用價值。在影響植物生長的眾多環(huán)境因子(光、溫度、水分、營養(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方向是光和重力調(diào)控莖生長的結(jié)果，大多數(shù)匍匐生長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、匍匐生長特性形成的機理尚不明確。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的特點并對目標(biāo)基因進行了克隆和表達分析研究，以期揭示匍匐莖形成的分子機理。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為檢測子/驅(qū)動子(Tester/Driver)，背地側(cè)cDNA為驅(qū)動子/檢測子(Driver/Tester)進行正反向差減雜交，差減PCR產(chǎn)物克隆轉(zhuǎn)化，分別構(gòu)建了兩個差異表達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)物點膜與32P同位素探針標(biāo)記，斑點雜交篩選出43個陽性克隆，獲得的43個陽性克隆采用載體通用引物進行序列測定都取得了成功，去除載體后對序列進行聚類分析后只獲得代表同一個轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的3個序列的Contig(重疊群)，其余40個序列都為singletons(單元素).采用BlASTn，BlASTx，COG等生物學(xué)分析軟件對陽性克隆序列進行生物學(xué)信息處理與分析后可以分成41個基

4、因族(其中22個來自匍匐莖背地側(cè)，19個來自向地側(cè))，核苷酸序列在NCBI上的登錄號為FS999558-FS999598。這些受重力刺激表達的基因覆蓋了植物生長的許多方面，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)的差異表達可能導(dǎo)致了匍匐莖的向重性彎曲生長。另外一些與離子轉(zhuǎn)運相關(guān)的基因也因重力的刺激出現(xiàn)了特異表達，例如硼轉(zhuǎn)運蛋白和鋅轉(zhuǎn)運蛋白。
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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β微管蛋白基因，命名為CmTUB，基因登錄號為AB608732。序列分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，地被菊‘雨花金華’CmTUB基因cDNA全長為1544bp，編碼446個氨基酸，氨基酸序列由一個包含198個氨基酸殘基的GTPase結(jié)構(gòu)域和138個氨基酸殘基的C-端組成，并包含6個與微管蛋白連接相關(guān)的功能域。系統(tǒng)進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