白菜型油菜PHT1基因家族的克隆及功能分析.pdf

1、分類號分類號Q37Q37學(xué)校代碼學(xué)校代碼1023310233密級密級公開公開學(xué)號學(xué)號1023313712910233137129碩士研究生學(xué)位論文題目:白菜型油菜PHT1基因家族的克隆及功能分析學(xué)科門類學(xué)科門類:理學(xué)一級學(xué)科一級學(xué)科:生物學(xué)二級學(xué)科二級學(xué)科:遺傳學(xué)研究方向研究方向:植物功能基因組學(xué)研究生:張倩指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師:任如意教授答辯日期答辯日期:2016年6月5日中文摘要I中文摘要磷是高等植物生長發(fā)育所必需的第二大營養(yǎng)元素。因土

2、壤中的磷大部分以有機(jī)態(tài)或礦物鹽的形式存在，而不能被植物所吸收利用，使得磷元素成為植物生長發(fā)育的主要限制因素之一。油菜是一種磷敏感的油料作物，低磷環(huán)境是制約油菜增產(chǎn)的主要限制元素之一。PHT1(PhosphateTranspterIPHT1)是一類HPi協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)的跨膜蛋白，位于細(xì)胞質(zhì)膜，是植物從外界環(huán)境獲取磷的一類關(guān)鍵的磷轉(zhuǎn)運(yùn)載體蛋白。盡管PHT1在國內(nèi)外諸多植物中有所報(bào)道，但在油菜研究甚少。因此，開展BrPHT1家族的工作對解析油菜響應(yīng)

3、低磷的分子機(jī)制有著重要的意義。本研究確定了白菜型油菜PHT1基因家族的30個(gè)成員，并分析了該家族成員的結(jié)構(gòu)特征、染色體分布、基因的復(fù)制方式及表達(dá)模式等。20個(gè)基因家族成員存在共線性關(guān)系，有3個(gè)成員由轉(zhuǎn)座復(fù)制得到，14個(gè)成員存在串聯(lián)復(fù)制，8個(gè)成員既進(jìn)行了染色體的大片段復(fù)制又進(jìn)行了串聯(lián)復(fù)制，在白菜基因組中WGD事件及串聯(lián)復(fù)制是PHT1基因家族成員擴(kuò)張的方式。本研究克隆得到了22個(gè)BrPHT1基因的CDS及14個(gè)BrPHT1基因的啟動(dòng)子，并將

4、BrPHT1基因和啟動(dòng)子分別構(gòu)建在經(jīng)改造的植物表達(dá)載體pHZM13和啟動(dòng)子活性驗(yàn)證載體pHZM37上。通過互補(bǔ)酵母突變體，得知BrPT21、BrPT22為高親和磷轉(zhuǎn)運(yùn)載體蛋白基因。利用RTqPCR的方法分析了白菜型油菜PHT1基因的時(shí)空表達(dá)規(guī)律及在短期、長期磷脅迫下的表達(dá)模式，BrPT07和BrPT21在油菜根中高效表達(dá)，對磷吸收具有重要的作用；BrPT01、16和24在生殖器官中的表達(dá)量高，對維持生殖器官的磷水平有著重要作用。本研究結(jié)