荷葉鐵線蕨ArsKN2的基因功能研究.pdf

1、KNOX(KNOTTED1-like homeobox genes)基因是一類同源異形盒轉(zhuǎn)錄因子，它主要包含了KNOXⅠ和KNOXⅡ兩大類基因。其中KNOXⅠ對(duì)維持細(xì)胞分生能力起關(guān)鍵作用，而KNOXⅡ基因功能研究較少，主要在分化程度高的組織中表達(dá)，它在苔蘚植物單倍體向雙倍體的轉(zhuǎn)換過(guò)程中起重要作用。本實(shí)驗(yàn)室前期從荷葉鐵線蕨內(nèi)克隆得到了一個(gè)KNOXⅡ基因，命名為ArsKN2。本試驗(yàn)擬將ArsKN2基因轉(zhuǎn)入擬南芥、煙草和水蕨三個(gè)物種，研究結(jié)果

2、如下:
　　1.采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的Floral Dip法將荷葉鐵線蕨ArsKN2基因的過(guò)量表達(dá)載體pCAMBIA-ArsKN2轉(zhuǎn)入擬南芥中，對(duì)轉(zhuǎn)基因與對(duì)照組擬南芥植株觀察發(fā)現(xiàn)，第1朵花可見(jiàn)時(shí)轉(zhuǎn)基因植株的蓮座葉數(shù)量平均為15.37片，對(duì)照組為11.63片，轉(zhuǎn)基因比對(duì)照組多3-5片;轉(zhuǎn)基因植株第1朵花可見(jiàn)的時(shí)間平均為34.73d，比對(duì)照組的28.1d多6-7d，ArsKN2可調(diào)控轉(zhuǎn)基因擬南芥植株開(kāi)花推遲。轉(zhuǎn)基因與對(duì)照組植株在植株形態(tài)、葉

3、片顏色和形態(tài)上并未有明顯不同，在顯微鏡下解剖觀察花蕾，與對(duì)照組相比，部分轉(zhuǎn)基因植株的花蕾出現(xiàn)了花絲縮短的現(xiàn)象。
　　利用實(shí)時(shí)熒光定量qRT-PCR對(duì)擬南芥花期調(diào)控中5個(gè)重要的整合基因進(jìn)行表達(dá)分析發(fā)現(xiàn)，隨著花蕾期ArsKN2表達(dá)量的急劇增加，對(duì)擬南芥成花轉(zhuǎn)化起決定作用的AP1基因和對(duì)花器官形成有重要作用的LFY基因表達(dá)量相比于對(duì)照組表達(dá)明顯下調(diào)，光周期途徑、春化途徑、赤霉素途徑等的整合基因SOC1基因也出現(xiàn)了一定的表達(dá)下調(diào)。FLC和

4、SVP基因是成花轉(zhuǎn)化中最重要的兩個(gè)抑制因子，與對(duì)照組相比這兩個(gè)基因在轉(zhuǎn)基因擬南芥植株內(nèi)都上調(diào)表達(dá)，其中SVP的表達(dá)量差別不是很大，而FLC基因則上調(diào)表達(dá)十分明顯。綜合以上結(jié)果，ArsKN2基因可調(diào)控開(kāi)花整合途徑中關(guān)鍵基因的表達(dá)來(lái)推遲開(kāi)花，這也再次證明了KNOXⅡ基因可調(diào)控陸生中單倍體向雙倍體的轉(zhuǎn)換過(guò)程。
　　2.葉盤(pán)法將ArsKN2基因的過(guò)量表達(dá)載體pCAMBIA-ArsKN2轉(zhuǎn)入煙草，得到16株煙草陽(yáng)性苗。
　　3.以蕨類