芥菜开花调控基因SVP和AGL24的克隆及其表达分析
芸薹属起源于地中海地区，是十字花科作物中经济价值最高的一个属，也是我国栽培面积最大、总产量最高的一个蔬菜作物类群，主要是由于其营养价值高、适应性强、变种类型多等特点。芸薹属蔬菜包括芥菜类、白菜类、甘蓝类蔬菜以及白菜型、甘蓝型油菜等几大类蔬菜作物。由于芥菜在我国南方广泛种植，研究芥菜的开花时间调控，将产生重大的科研和生产实践价值。 本试验以芥菜为植物材料，利用已经公开的开花调控基因的保守序列设计同源引物，克隆了开花抑制因子SVP和开花促进因子AGL24，得到了SVP和AGL24的cDNA序列，并根据序列设计了相应的用于实时定量PCR的特异性引物，研究了不同开花途径下SVP和AGL24在芥菜不同部位的特异性表达。主要研究结果如下: 1、开花抑制因子SVP的克隆与分析 利用已经公开的开花时间基因的保守序列设计同源引物，从芥菜叶片总RNA反转录的第一链cDNA中扩增得到的SVP基因片段大小为739bp，包含726bp的开放阅读框，预计编码241个氨基酸残基。 采用生物信息学的方法，利用Smart等多种软件研究了芥菜SVP蛋白与其他物种SVP的同源性、系统进化关系等，还预测了芥菜SVP的结构域、磷酸化位点、亲水性、跨膜区域、信号肽、亚细胞定位以及其二维和三维结构模型。结果表明:编码241个氨基酸残基的芥菜SVP蛋白分子量为27.36kD，pI约为5.57;芥菜SVP与芜菁BrSVP的亲缘关系最近，与马铃薯StSVP和川桑MnSVP的亲缘关系最远;芥菜SVP为MIKC型蛋白;芥菜SVP可能发生磷酸化的位点共有12个，其中丝氨酸(Ser)10个、苏氨酸(Thr)1个、酪氨酸(Tyr)1个;在芥菜SVP的35-50aa处存在疏水区域;芥菜SVP不含有信号肽，不属于胞外分泌蛋白或膜蛋白;二级结构主要以α螺旋和随机卷曲为主。 2、开花促进因子AGL24的克隆与分析 利用已经公开的开花时间基因的保守序列设计同源引物，从芥菜叶片总RNA反转录的第一链cDNA中扩增得到的AGL24基因片段大小为666bp，包含666bp开放阅读框，预计编码221个氨基酸残基。 采用生物信息学的方法，利用Smart等多种软件研究了芥菜AGL24蛋白与其他物种AGL24的同源性、系统进化关系等，还预测了芥菜AGL24的结构域、磷酸化位点、亲水性、跨膜区域、信号肽、亚细胞定位以及其二维和三维结构模型。结果表明:编码221个氨基酸残基的芥菜AGL24蛋白分子量为24.90kD，pI约为7.67;芥菜AGL24与甘蓝型油菜BnAGL24的亲缘关系最近，与白毛杨PtAGL24的亲缘关系最远;芥菜AGL24为MIKC型蛋白;芥菜AGL24可能发生磷酸化的位点共有17个，其中丝氨酸(Ser)15个、苏氨酸(Thr)1个、酪氨酸(Tyr)1个;在芥菜AGL24的35-50aa处存在疏水区域;芥菜AGL24不含有信号肽，不属于胞外分泌蛋白或膜蛋白;二级结构主要以α螺旋和随机卷曲为主。 3、不同开花途径下SVP在芥菜不同部位的表达分析 利用实时定量PCR技术分析了不同开花途径（包括自主途径、春化途径和光周期途径）中SVP基因在芥菜叶片和茎尖的表达情况。结果显示:芥菜SVP主要在营养生长阶段表达，抽薹前达到表达高峰，抽薹时期表达急剧降低，随后又有所增加，总体呈现“先升后降”的趋势。并且，三个途径中SVP在茎尖中的表达呈现出相似的规律，叶片中SVP的表达规律具有差异性。 4、不同开花途径下AGL24在芥菜不同部位的表达分析 利用实时定量PCR技术分析了不同开花途径（包括自主途径、春化途径和光周期途径）中AGL24基因在芥菜叶片和茎尖的表达情况。结果显示:芥菜AGL24在抽薹前中后期间都有较高量表达，在抽薹期间达到最高水平，总体也是呈现“先升后降”的趋势。此外，春化和光周期途径中，AGL24在叶片和茎尖中的表达规律类似。
芥菜;SVP基因;开花调控;AGL24促进因子;克隆表达
西南大学
硕士
蔬菜学
宋明;汤青林
2014
中文
S603.6;S637
77
2014-10-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）