甜菜M14品系特異表達基因M14-263在模式植物中的表達研究.pdf

1、甜菜M14品系是由栽培甜菜(Beta uvlgaris L.)與四倍體白花甜菜(Beta corolliflora Zoss.)種間雜交，進一步回交獲得的甜菜無融合生殖單體附加系。甜菜M14品系染色體組除了含有18條栽培甜菜染色體外，還附加有一條白花甜菜第9號染色體，附加染色體的傳遞率高達96.5％。研究甜菜M14品系中的特異表達基因，能夠為解釋甜菜M14品系特殊的生殖方式提供直接的分子生物學證據，從而使我們對甜菜M14品系優(yōu)良性狀的研

2、究具有更高的價值和意義。 實驗室前期工作中，以栽培甜菜為對照，已從甜菜M14品系中得到298個特異的ESTS，并已全部進行了測序和生物信息學分析；同時利用RACE技術從甜菜M14品系的298個ESTs中得到了甜菜M14品系9個特異表達基因的cDNA全長，本實驗研究的M14-263基因是其中之一。對M14-263基因的生物信息學分析結果顯示：M14-263基因cDNA與不同物種的Rab類小GTP結合蛋白基因的核酸序列同源性較高；

3、M14-263基因編碼的蛋白與不同植物中的Rab類小GTP結合蛋白也都有較高的相似性。作為分子開關的Rab蛋白家族與植物的生長發(fā)育密切相關。 本實驗將M14-263基因的cDNA全長片段轉入模式植物，研究M14-263基因在分子生物學方面的表達模式與轉基因植株表型性狀間的關系以及轉基因植株的蛋白的差異表達情況，進而推測．M14-263基因的功能特性。實驗中利用表達載體pBI121與M14-263基因構建了植物表達載體pBI-M

4、14-263，并將其導入根癌農桿菌EHA105中。利用農桿菌轉化系統，將攜帶有pBI-M14-263的農桿菌分別利用葉盤法和花頭浸泡法轉入模式植物煙草及擬南芥中，獲得轉基因植株。經基因組DNA的PCR、Southem 印跡、RT-PCR、Northem印跡等分子生物學檢測及GUS組織化學染色檢測后表明，M14-263基因已轉入模式植物中，并且在轉基因植株的花、莖、葉中均有表達。 對轉M14-263基因植株的形態(tài)學觀察結果顯示：

5、M14-263基因的轉入導致T0代轉M14-263基因煙草植株出現向地性生長現象明顯、分枝增多、頂端優(yōu)勢受到抑制、植株孱弱矮小、花序減少、花在生長過程中易脫落、育性降低等異常的表型變化：而T0代轉M14-263基因擬南芥植株則出現孱弱矮小、結實率降低且死亡一率顯著上升等異常的表型變化。對轉M14-263基因煙草植株和未轉基因煙草對照植株的葉片進行蛋白質雙向共發(fā)現顯著差異表達蛋白點29個，這些差異表達蛋白包括表達消失的蛋白點、新表達的蛋白