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mtmyb1和gmmyb182的遗传转化研究【字数:10856】

2024-02-24 15:44编辑: www.jxszl.com景先生毕设
大豆(Glycine max(L.)Merr.)是重要的粮食和油料作物,在我国国民经济发展中具有重要地位。蒺藜苜蓿(Medicago truncatula G.)是豆科模式植物。研究花发育相关基因对研究花器官的形成和发育具有重要作用,对农业生产也有重要的理论意义和应用前景。MYB转录因子是植物中转录因子最大的分类之一,广泛存在于植物中,参与了植物发育和代谢的各个方面。本研究在已经从蒺藜苜蓿和大豆中分别克隆得到MtMYB1和GmMYB182基因序列的基础上,通过遗传转化的方法,初步确定MtMYB1基因与花发育相关并参与调控侧枝的生长,为基因的功能分析提供参考,同时为大豆的分子育种提供理论依据。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1 材料与方法2
1.1 实验材料 2
1.1.1 植物材料 2
1.1.2 实验菌株与载体2
1.1.3 主要试剂 3
1.1.4 仪器设备 3
1.2 蒺藜苜蓿转录因子MtMYB1的功能分析3
1.3 大豆转录因子GmMYB182的功能分析4
1.4 蒺藜苜蓿遗传转化5
2 结果与分析6
2.1 MtMYB1基因的遗传转化6
2.2 GmMYB182基因的遗传转化10
2.3 蒺藜苜蓿遗传转化12
3 讨论 13
致谢14
参考文献14
附录A 实验方法15
附录B 常用培养基和相关试剂的配置17
附录C 蒺藜苜蓿遗传转化培养基配方17
MtMYB1和GmMYB182的遗传转化研究
引言
植物的生长发育包括营养生长和生殖生长[1],其中生殖生长是一个十分重要的过程,具体在农作物方面,生殖生长阶段关系到农产品的产量和品质,因此研究调控植物生殖生长过程中花器官的形成与发育的相关基因具有重要意义。大豆是重要的经济作物[2],是食用油的重要来源,在我国国民经济发展中具有重要地位,然而目前对花器官发育的研究多着手于拟南芥[ *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072
3]及水稻[4,5]等农作物,对豆科植物的研究较少,因而大豆花发育的研究相对滞后。
大豆和蒺藜苜蓿都是豆科植物,2010年大豆品种Williams 82基因组测序的完成[6],为大豆的分子生物学研究带来了新的机遇,也为进一步研究大豆生长发育提供了良好的途径。蒺藜苜蓿是一种豆科苜蓿属一年生植物,是豆科的模式植物[7]。模式生物是指在人们研究生命现象过程中长期、反复作为研究材料的物种,模式生物研究中得出的许多生命活动规律往往代表了许多物种共同的规律。蒺藜苜蓿作为豆科模式植物的原因主要有生长快、遗传转化效率高、染色体组小、基因组小、自花授粉、固氮效率高、与豆科植物遗传关系较近等等。苜蓿属种内和种间具有丰富的多态性,有利于分子标记等分子遗传研究技术的应用。蒺藜苜蓿常见的生态类型有Jemalong、Parabinga、Caliph等。
拟南芥属十字花科,本身并无明显的经济价值,但是近年来,它越来越多地被作为一种模式植物加以研究。拟南芥作为模式植物的原因之一是其基因组很小,只有5条染色体(约1.15亿个碱基对),相比之下,水稻(4.3亿)、小麦(160亿)显得十分巨大。然而,拟南芥的2.5万多基因在功能类别上却和其他开花植物大致相似,因此拟南芥基因的克隆和饱和突变体库的建立相对较为容易。另一个原因是拟南芥生命周期很短,从播种到种子收获仅需要68周。此外,拟南芥个体较小,适合于实验室内种植。以上优点使拟南芥称为了典型的模式植物,并于2000年成为了首个完成全基因组测序的植物[8]。
MYB转录因子[9]是植物中转录因子最大的分类之一,它的亚分类包含两次重复R2R3 DNA结合区域。植物MYB类转录因子特征是含有5153个氨基酸残基的MYB结构域。在MYB蛋白中含有14个串联且不完全重复的MYB结构域(R1、R2、R3、R4)。MYB类转录因子广泛存在于植物中,几乎参与了植物发育和代谢的各个方面,在细胞甚至植株正常生长发育中发挥了重要作用。如参与调节植物细胞的形成与模式建成、植物次生代谢尤其是苯丙氨酸代谢,细胞分化、细胞周期等,转录因子还参与了植物叶片、花等器官形态建成。目前,MYB基因在豆科植物的生殖发育方面的研究较少。
本研究的核心技术是植物的遗传转化,植物遗传转化技术可分为利用载体转化和直接遗传转化两大类,在诸多转化方法中,研究最清楚和应用最成功的是农杆菌介导的遗传转化。农杆菌是一种寄主十分广泛的土壤细菌,在自然状态下能通过伤口侵染植物,分为根癌农杆菌和发根农杆菌[10],分别导致冠瘿瘤和毛状根的发生。农杆菌介导法即是将插入目的基因的植物表达载体转入农杆菌中,然后通过农杆菌侵染植物,将根癌农杆菌的Ti质粒或发根农杆菌的Ri质粒上的目的基因导入植物受体细胞并整合到其基因组中,从而完成目的基因的转化[11]。利用农杆菌介导的遗传转化,将目的基因转入野生型拟南芥中,观察后代表型变化,即可初步判断该转录因子在植物发育过程中的功能。
本研究以大豆和蒺藜苜蓿为研究材料,在分离克隆基因全长序列的基础上,利用植物遗传转化相关技术,对转基因植物的后代表型进行研究,为目的基因的功能分析提供参考。
1 材料与方法
1.1 实验材料
实验材料包括植物材料,实验所用的菌株与载体,主要的试剂与仪器设备等。
1.1.1 植物材料
蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)品种:生态型R108、突变体NF5676,由实验室保存,种植于温室,光照周期为16h光照/8h黑暗。
蒺藜苜蓿取样:分别取R108和NF5676的根、茎、叶;盛花期的花;开花后10D的荚。取样后立即液氮速冻,存于80℃冰箱中待用。
大豆(Glycine max)品种:生态型Williams82,由大学国家大豆改良中心种质资源库提供,种植于江浦农场,常规田间管理。

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