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多梳家族蛋白EMF2和VRN2在决定花器官属性中的作用研究

2020-12-08阅读(286)

多梳家族蛋白EMF2和VRN2在决定花器官属性中的作用研究

论文摘要

花是植物重要的器官,受到多种花发育因子的调控。其中APETAL1（AP1）、AP2、AP3、PISTILLATA（PI）和AGAMOUS G)是影响花发育的重要基因。EMBRYONIC FLOWER 2（EMF2）和 VERNALIZATION 2（VRN2）是多梳家族Polycomb Repressive Complex 2（PRC2）组成的亚基之一,其双突变体 emf2-10 vrn2-1（Ler）的花器官与野生型出现明显差异。本研究以模式植物拟南芥为实验材料,使用emf2-10 vrn2-1（Ler）双突变体与 ap1（Ler）、ap2（Ler）、ap2（Ler）、pi（Ler）和 ag（Ler）单突变体杂交,并通过表型进行基因型筛选,从而获得三突变体株系。使用解剖镜观察并记录野生型、单突变体、双突变体和三突变体花器官异常发育情况,结合花发育模型理论对比突变植株和野生型花器官的差异,探究多梳家族蛋白对花器官属性建立过程中的调控作用。通过qRT-PCR实验,比较拟南芥野生型和emf2-10 vrn2-1（Ler）突变体中AP1、AP2、AP3、PI和AG等基因表达量的差异,进一步探究多梳家族蛋白对花器官属性建立的表观遗传调控机制。实验结果如下:首先,将 emf2-10vrn2-1（Ler）与 ap1-1（Ler）、ap2-7（Ler）、ap3-1（Ler）和 ap-1（Ler）杂交,获得 ap1-1 emf2-10 vrn2-1（Ler）、ap2-7 emf2-10 vrn2-1（Ler）、ap3-1 emf2-10 vrn2-1（Ler）和pi-1 emf2-10 vrn2-1（Ler）株系,为拟南芥表观遗传调控对花器官影响的研究提供了实验材料;其次,对相同生长条件下的Ler、ap1-1（Ler）、ap2-1（Ler）、ap2-7（Ler）、ap3-1（Ler）、pi-1（Ler）、emf2-10 vrn2-1（Ler）、ap1-1 emf2-10 vrn2-1（Ler）、ap2-1 emf2-10 vrn2-1（Ler）、ap2-7 emf2-10 vrn2-1（Ler）、ap3-1 emf2-10 vrn2-1（Ler）、pi-1 emf2-10 vrn2-1（Ler）分组进行花器官形态学分析,通过花器官形态学分析结果可知多梳家族蛋白具有明确花器官属性的功能;最后通过在Ler和emf2-10 vrn2-1（Ler）中基因的定量分析,发现emf2-10vrn2-1（Ler）中AP1、AP2、AP3、PI、AG和SEP3都有下降的趋势,LEAFY（LFY）和TERMINAL FLOWER1（TFL1）则具有上升的趋势,表明表观遗传调控因子PRC2在植物花器官发育中参与重要作用。本文为花发育中的表观遗传机制的研究奠定了基础。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  •   1.1 表观遗传学简介
  •   1.2 表观遗传学在植物中的研究进展
  •     1.2.1 DNA的甲基化
  •     1.2.2 组蛋白修饰
  •     1.2.3 染色质重塑
  •   1.3 植物中Polycomb Group的研究进展
  •     1.3.1 Polycomb Group简介
  •     1.3.2 在植物中PRC2组成及其生物学功能
  •   1.4 花发育的模型
  •     1.4.1 ABC模型
  •   1.5 本实验研究的目的和意义
  •     1.5.1 研究目的
  •     1.5.2 研究意义
  • 2 emf2-10 vrn2-1（Ler）与花发育相关突变体的杂交与子代的选育
  •   2.1 emf2-10 vrn2-1（Ler）与花发育相关突变体的杂交
  •     2.1.1 材料
  •     2.1.2 主要实验仪器
  •     2.1.3 试剂
  •     2.1.4 实验方法
  •   2.2 结果与分析
  •     2.2.1 ap1-1（Ler）与emf2-10 vrn2-1（Ler）杂交F2代三突变体的筛选
  •     2.2.2 ap2-7（Ler）与emf2-10 vrn2-1（Ler）杂交F2代三突变体的筛选
  •     2.2.3 ap3-1（Ler）与emf2-10 vrn2-1（Ler）杂交F2代三突变体的筛选
  •     2.2.4 pi-1（Ler）与emf2-10 vrn2-1（Ler）杂交F2代三突变体的筛选
  •   2.3 讨论
  •   2.4 本章小结
  • 3 emf2-10 vrn2-1（Ler）与ABC基因的突变体的花的形态学统计
  •   3.1 材料与方法
  •     3.1.1 实验材料
  •     3.1.2 实验仪器
  •     3.1.3 实验试剂
  •     3.1.4 实验方法
  •   3.2 结果与分析
  •     3.2.1 PRC2对A功能基因的影响
  •     3.2.2 PRC2对B功能基因的影响
  •     3.2.3 PRC2对C功能基因的影响
  •   3.3 讨论
  •   3.4 本章小结
  • 4 emf2-10 vrn2-1（Ler）突变体中花发育相关基因的表达与功能分析
  •   4.1 材料与方法
  •     4.1.1 实验材料
  •     4.1.2 实验仪器
  •     4.1.3 实验试剂
  •     4.1.4 实验方法
  •   4.2 结果与分析
  •     4.2.1 PRC2突变体emf2-10 vrn2-1（Ler）中ABC基因的表达与分析
  •     4.2.2 PRC2突变体emf2-10 vrn2-1（Ler）中其他相关基因的表达与分析
  •   4.3 讨论
  •   4.4 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读学位期间发表的学术论文
  • 致谢
  • 附件

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 王雪

    导师: Ralf Müller-Xing

    关键词: 表型,三突变体,花器官,表皮毛

    来源: 东北林业大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 生物学,生物学

    单位: 东北林业大学

    分类号: Q943.2

    DOI: 10.27009/d.cnki.gdblu.2019.000830

    总页数: 64

    文件大小: 7083K

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