在高等植物中，KNOXI基因在植物叶片的发育过程中起到关键作用。在番茄和碎米荠等模式植物中的研究表明，KNOXI分子途径在复叶发育中起关键作用，决定复叶的小叶数目KNOXI调控叶形态发育的分子途径具有保守性。通过遗传学和分子生物学等方法，许多调控复叶发育的关键因子被鉴定出来，这些因子在转录水平调控KNOXI基因的表达或蛋白水平调控KNOXI的功能，构成KNOXI分子途径。在豆科植物基因组中，存在KNOXI和UNI两条分子途径，调控复叶发育，决定复叶的小叶数目。本次实验通过提取样品中的DNA，设计与之相应的引物，对亲本样品中提取出来的DNA先进行聚丙烯酰胺凝胶电泳，筛选出差异较为清晰的两组引物，并用来对提取出来的群体的DNA进行聚丙烯酰胺凝胶电泳，对比分析结果，找到调控复叶发育的基因的基本位置。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言 3
1材料与方法5
1.1实验材料 5
1.2实验方法 5
1.2.1提取DNA5
1.2.2合成相关引物 5
1.2.3DNA聚合酶式反应（PCR）5
1.2.4聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE6
1.2.5银染6
2结果与分析6
2.1突变体表型分析7
2.2 un2和hel1之间的遗传相互作用7
2.3 SeqBSA分析和绿豆中UN2基因的精细定位8
2.4 DNA亲本浓度 8
2.5引物聚丙烯酰胺凝胶电泳结果11
3讨论 12
致谢 12
参考文献12
图1：突变体表型7
图2：其他突变体表型8
图3：ED在全基因组上的分布图8
图4：引物聚丙烯酰胺凝胶电泳图12
表1 ：引物信息表 7
表2：PCR反应体系9
表3：INDEL关联区域统计11
表4：亲本DNA浓度11
UN2基因决定绿豆复叶发育的遗传调控网 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: *351916072* 
络研究
生物技术 韩美霞
引言
引言
KNOXI基因在单叶植物和复叶植物的表达中存在差异。叶原基形成后，KNOXI基因是否重新上调表达，成为区分单叶植物和复叶植物发育模式的关键。KNOXI对于不同植物的复叶发育的调控作用是不相同的。对于番茄和碎米荠等模式植物来说，该途径起到关键作用，该基因的表达水平会影响到复叶的小叶数目；对于十字花科植物来说，KNOXI调控叶形态发育的分子途径具有保守性；对于豆科植物来说，复叶发育的调控有其特殊性，它不仅仅受到KNOXI的调控，还有UNI途径的调控。
叶片的发育都是从顶端分生组织的侧面开始的，顶端分生组织具有维持自我生长和分化的能力。在早期的研究中发现，KNOXI蛋白是参与维持顶端分生组织分生能力。在不同的植物生长中，KNOXI基因的表达模式和作用不完全相同。在番茄和碎米荠等模式植物中的研究表明，KNOXI分子途径在复叶发育中起关键作用，决定复叶的小叶数目。
KNOX（KNOTTED1like homeobox genes）基因家族转录因子几乎存在于所有植物中，系统进化分析将其分为KNOXI、KNOXII和KNOXM三个分支。KNOXI基因是分生组织活性维持的重要因子，主要在未分化细胞中表达。当顶端分生组织周缘区细胞被招募形成初始叶原基时，KNOXI基因表达下调。对大多数单叶植物而言，这种下调是永久的。然而，对番茄等复叶植物而言，这种下调是暂时的，在复叶原基后续的发育中，KNOXI基因表达被重新激活[1]。因此，复叶原基维持一段时间的分生组织活性，小叶原基得以形成。在番茄中，沉默或突变KNOXI基因，复叶的小叶数目减少[2, 3]；反之，若上调表达KNOXI基因，复叶的小叶数目增加，甚至出现“超级复叶”的现象[46]。
在十字花科植物中的研究表明，KNOXI调控叶形态发育的分子途径具有保守性[7, 8]。组成的复叶，若KNOXI基因ChSTM和ChKNAT1突变，则复叶小叶数目减少，甚至形成单叶[2]。而在单叶植物拟南芥中，KNOXI基因不在叶原基表达，但过量表达KNOXI基因也会导致叶片着生额外的小叶片[9]。
通过遗传学和分子生物学等方法，许多调控复叶发育的关键因子被鉴定出来，这些因子在转录水平调控KNOXI基因的表达或蛋白水平调控KNOXI的功能，构成KNOXI分子途径[1]。例如，在碎米荠中，ASYMMETRIC LEAVES复合体的各个组分抑制KNOXI基因表达[8, 10]。番茄中KNOXM因子PTS（PETROSELINUM）是KNOXI的功能促进因子，PTS和KNOXI的抑制子在蛋白水平相互作用，解除抑制子对KNOXI的抑制作用。在PTS基因功能获得性（gainoffunction）突变体中，PTS基因表达量上调，突变体复叶的小叶数目增加[11]。
豆科植物复叶发育有其特殊性，存在KNOXI和UNI两条分子途径，调控复叶发育，决定复叶的小叶数目。豆科植物是被子植物中三个最大的科之一，约有650属，含2万余种。系统发育研究结果显示[12]，豆科植物中KNOXI基因的表达模式及其功能可分为两类情形：在进化分支IRLC（inverted repeat lacking clade）的豆科植物中（如豌豆和蒺藜苜蓿等，约600余种），KNOXI不在复叶中表达，不参与复叶发育调控。例如，在蒺藜苜蓿中，3个KNOXI基因的突变体，无论单突变体、双突变体，还是三突变体，其复叶发育正常[13]。而在nonIRLC豆科植物中（如绿豆、大豆、百脉根等，绝大多数豆科植物属于nonIRLC），KNOXI基因在复叶中表达，参与复叶发育[12]。例如，在百脉根中，过量表达KNOXI基因，复叶的小叶数目增加；反之，KNOXI基因表达量下调，则复叶小叶数目减少，甚至形成单叶[14]。

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