EMS诱变杜梨突变体及矮化相关基因研究
EMS Induced Pyrus Betulaefolia Dwarf Mutants and Research on Dwarf Related Genes
为获得性状优良的梨突变体以及矮化梨品种提供技术支撑和理论依据,本试验以杜梨种子为材料,开展了 EMS化学诱变突变体研究;同时,分别以'矮砧51号'梨和拟南芥为材料,克隆了 '矮砧51号'梨GA20氧化酶基因以及拟南芥矮化相关基因GAI,并开展了基因的表达特性和遗传转化研究,具体结果如下:1.以杜梨种子为试材,分别使用不同浓度甲基磺酸乙酯(EMS)对层积后的种子进行诱变处理.通过对种子发芽率、SRAP标记遗传变异位点鉴定,以及幼苗田间株高和节间长度表型鉴定,确定杜梨种子发芽的半致死剂量为0.3%EMS处理,筛选出促进突变的最适宜EMS处理浓度为0.4%,变异率为37.3%;同时,对表型数据的分析显示,处理组的梨苗株高极显著低于对照组,节间长度也短了 4.1%~17.4%.研究结果为快速获得梨突变体提供了理论基站和依据.2.以'矮砧51号'梨为试材,使用同源扩增的方法克隆矮化相关基因GA20氧化酶基因DNA序列,所得序列与'砀山酥梨,中的同源基因进行比对,结果显示,'矮砧51号'梨GA20氧化酶基因DNA序列全长为1899bp,其包含两个内含子,与'砀山酥梨'基因组中的同源序列相似度很高,达到98.16%,仅有少数碱基差异.同时,扩增'矮砧51号,梨和'砀山酥梨'GA20氧化酶基因启动子序列,使用PLACE软件在线分析其启动子区的顺式作用元件,分析结果表明,在启动子区1144bp和1429bp处各有一个核心启动子元件TATA-BOX,另有多个调控基因表达的元件,两个品种的启动子序列存在个别差异.以'矮砧51号'梨叶片的RNA为试材,使用RT-PCR的方法扩增GA20氧化酶基因的cDNA全长,获得了 1164bp,编码387个氨基酸的序列,所得序列与梨及其他物种进行序列比对,结果显示,'矮砧51号'梨GA20氧化酶基因与'中矮1号'HQ833589基因亲缘关系最近,与棉花ACM68924.1基因亲缘关系最远.对不同生长发育时期的'矮砧51号'、'砀山酥梨,和'中矮1号'梨品种茎段的GA20氧化酶基因表达情况进行荧光定量分析,结果表明,'矮砧51号'梨GA20氧化酶基因在新梢旺盛生长中期的表达量低是其矮化的主要原因.3.为创新梨的矮化材料,克隆了拟南芥矮化相关基因GAI的cDNA全长,其编码的氨基酸与Genebank上拟南芥GAI基因的氨基酸序列完全一致,证明其为目的基因.将拟南芥GAI基因所得序列与pBI121载体连接,成功构建了过量表达载体.根据已知梨遗传转化体系的研究,优化了'鸭梨'遗传转化体系,使用冻融法转化表达载体,但目前仍未获得阳性植株.
- 作者：
- 慎家辉
- 学位授予单位：
- 南京农业大学
- 专业名称：
- 果树学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2014年
- 导师姓名：
- 吴俊
- 中图分类号：
- S661.2
- 关键词：
- 梨；EMS诱变；矮化；相关基因；表达分析；遗传转化
- Pear; EMS mutation; Dwarf; Related genes; Expression analysis; Genetic transformation;