新型禾本科模式植物二穗短柄草的生物學(xué)習(xí)性研究和ramosa2基因片段的克隆.pdf

1、二穗短柄草（Brachypodium distachyon）屬于早熟禾亞科，常用名為紫色短柄草（Purple False Brome），簡稱短柄草，是一種一年生的溫帶禾本科植物，起源于中東、北非、亞洲和歐洲，分布較廣。Bd21作為二穗短柄草不同生態(tài)型中的一種，具有個(gè)體小、染色體數(shù)目少、基因組小、序列重復(fù)性低（低于15％）、甲基化水平低、遺傳資源豐富、種植密度高、生長周期短、自交繁殖、適應(yīng)性廣、容易轉(zhuǎn)化等特點(diǎn)，與擬南芥相似；并且具有禾本科

2、植物許多共性，如抗病性、穎果等。這些都使二穗短柄草滿足了作為良好的禾本科模式植物的要求。因此，二穗短柄草可以作為水稻和擬南芥很好的補(bǔ)充，是一種非常有研究前途的禾本科植物的新型模式植物。本研究從以下兩個(gè)方面進(jìn)行： 二穗短柄草生物學(xué)習(xí)性的研究。以二穗短柄草Bd21為材料，采用土培的方法，分別在三種光周期條件下培養(yǎng)：長日照（16 h光照，8h黑暗）、短日照（8h光照，16 h黑暗）及全日照（24 h光照），溫度均為為23℃±2℃，光照

3、強(qiáng)度為5μmol．m-2．s-1，觀察二穗短柄草的生長特性和形態(tài)發(fā)育。結(jié)果表明在不同的生長條件下植株的開花時(shí)間、開花時(shí)植株高度、節(jié)數(shù)、葉片數(shù)、成熟時(shí)植株的高度、分枝穗數(shù)、分枝數(shù)、籽粒數(shù)和根系分布的深度等存在很大的差異。其中開花時(shí)間最早的是24小時(shí)光照條件下生長的植株，在生長到28天時(shí)就開花；其次為長日照和短日照下生長的植株；分枝穗數(shù)、分枝數(shù)和籽粒數(shù)最多的是長日照條件下生長的植株；根系分布最深的是長日照下生長的植株，在土中的分布為12cm

4、左右，其次為短日照和全日照下生長的植株；而且通過觀察三種條件下生長的二穗短柄草Bd21植株的各項(xiàng)生長特性表明，二穗短柄草Bd21屬于長日照植物，并且不同于其他禾本科植物，二穗短柄草Bd21具有分枝穗的特性。 Ramosa2基因的克隆。Ramosa2基因是控制分枝穗的基因。為了深入研究二穗短柄草的分枝穗特性，本研究對(duì)ramosa2進(jìn)行了克隆。以二穗短柄草Bd21基因組為模板，以小麥、大麥、玉米、高粱和水稻中ramosa2基因保守

5、序列為參考設(shè)計(jì)引物，PCR擴(kuò)增到4個(gè)850bp左右的基因片段Bd21-1、Bd21-2、Bd21-3和Bd21-4，它們的同源性為99．9％。序列分析表明，該核酸序列與小麥、大麥、玉米、高粱和水稻中ramosa2基因的同源性在59．1～62．0％之間，同時(shí)本研究克隆的4個(gè)基因片段，它們可能是二穗短柄草LBD轉(zhuǎn)錄家族中發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)基因（LBD轉(zhuǎn)錄因子是高等植物中特有的一類新基因家族，根據(jù)對(duì)已克隆的幾個(gè)LBD基因的功能研究，推測(cè)LBD基因參