CmPI基因在甜瓜花发育中功能的初步分析

论文摘要

甜瓜（Cucumis melo L.）为葫芦科一年生蔓生草本植物,是一种营养丰富的水果和重要的园艺作物。甜瓜是典型的雄花和两性花同株模式植物,并且花器官发育符合ABC（D）E发育模式。PISTILLATA（PI）属于MADS-box转录因子家族基因,在拟南芥花器官发育过程中起到重要的调控作用。本论文以甜瓜为研究材料,克隆了CmPI基因并构建了该基因的超表达和CRISPR/Cas9编辑载体,通过花粉管通道法转化甜瓜。主要研究结果如下:（1）克隆了CmPI基因的cDNA全长序列。该基因序列全长为1052 bp,编码区747 bp,编码248个氨基酸。对CmPI蛋白的理化性质、亲疏水性、亚细胞定位、信号肽以及启动子和进化关系进行了分析,结果显示,CmPI蛋白是一种亲水性不稳定蛋白,定位于细胞核内,含有信号肽,启动子区含有乙烯、赤霉素、水杨酸、厌氧、光和干旱应答元件。进化关系分析显示其与黄瓜、西葫芦、南瓜和苦瓜亲缘关系相对较近。（2）检测了CmPI基因在甜瓜不同器官组织中的表达特性。CmPI基因在甜瓜茎中表达量最高,根和叶中表达量次之,子房和果实中表达量最低;在雄蕊和花瓣中的表达量分别约是柱头中表达量的2200倍和4000倍。（3）成功构建了CmPI基因的超表达载体pPZP221-CmPI以及CRISPER/Cas9编辑载体pCRI-CmPI并转化了甜瓜。对获得的T1代植株进行PCR检测,阳性率分别为40%和30%。通过测序分析,编辑载体pCRI-CmPI转化的阳性植株中有2株出现碱基替换。（4）检测了T3代超表达转化植株花中CmPI基因的表达量,发现在3个超表达转化株系中,该基因的表达量明显高于野生型株系。（5）检测了CmAP1、CmACS7和CmACS11在T3代超表达转化植株雄花花瓣中的表达量,发现CmAP1、CmACS7和CmACS11的表达量与野生型相比明显下降,表明CmPI基因可能对CmAP1、CmACS7和CmACS11基因的表达具有负调控作用。（6）在T3代超表达转化植株中,对CmPI基因可能调控的下游基因CmGNL、CmGNC、CmGATA15、CmSEN1、CmBPE和CmChs的表达量进行了检测,发现CmGNL、CmGNC、CmGATA15和CmSEN1的表达量与野生型相比显著下降,可能受CmPI基因的负调控;CmBPE和CmChs的表达量显著增加,可能受CmPI基因的正调控。（7）T3代超表达转化植株的雄花数量明显多于野生型植株的雄花数量,CmPI基因可能对雄花的发育具有促进作用。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 田立莉

导师: 郝金凤

关键词: 甜瓜,生物信息学,花发育

来源: 内蒙古大学

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 生物学,生物学,园艺

单位: 内蒙古大学

基金: 内蒙古自治区自然科学基金(2016MS0333)项目

分类号: Q943.2;S652

总页数: 55

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标签：甜瓜论文;  生物信息学论文;  花发育论文;