白夾竹開花基因的克隆與表達(dá).pdf

1、竹子開花機(jī)理至今仍是一個(gè)謎，其主要原因在于竹子的特殊性，其開花現(xiàn)象復(fù)雜，生長(zhǎng)周期長(zhǎng)（60～120年）。關(guān)于竹子開花原因，各專家學(xué)者眾說不一。但均停留在假說階段，且都缺乏充分有力的證據(jù)，難以作出明確的解釋。關(guān)于竹子開花原因的研究，目前主要還是從開花歷史資料的分析、開花現(xiàn)象的觀察和開花竹林的調(diào)查著手。白夾竹（Phyllostachys bissetii）是大熊貓的主食竹，白夾竹的周期性開花一直以來也是大熊貓保護(hù)生物學(xué)的焦點(diǎn)，同時(shí)也是大熊貓主

2、食竹生理生物學(xué)特性研究的核心議題。 從分子水平上開展竹子開花機(jī)理的研究是近年來竹子開花機(jī)理研究的新熱點(diǎn)。田波等從試管苗誘導(dǎo)開花的麻竹(Dendrocalamus latiflorus)中克隆了MADS-box基因家族AGL6亞家族的一個(gè)開花基因，推測(cè)該基因可能參與麻竹開花時(shí)間調(diào)控。這是竹子開花基因功能研究的首次報(bào)導(dǎo)，對(duì)于開展竹子開花的分子生物學(xué)機(jī)理研究有重要的指導(dǎo)意義。 植物中的MADS-box基因是一個(gè)序列特異的調(diào)節(jié)基

3、因家族。它編碼的蛋白轉(zhuǎn)錄因子在植物的生長(zhǎng)發(fā)育中起著重要的調(diào)節(jié)作用，MADS-box基因在植物（特別是在被子植物）的進(jìn)化過程中發(fā)生了大量的基因重復(fù)事件而形成一個(gè)多基因家族。MADS-box基因家族的不同成員在植物生長(zhǎng)發(fā)育過程中起著非常重要的作用，在調(diào)控開花時(shí)間、決定花分生組織和花器官特征，以及調(diào)控根、葉、胚珠及果實(shí)的發(fā)育中起著廣泛的作用。研究MADS-box基因的調(diào)控序列可以進(jìn)一步揭示影響基因時(shí)空表達(dá)的內(nèi)外因素，開展對(duì)MADS-box基因

4、家族成員的序列結(jié)構(gòu)、表達(dá)模式及編碼蛋白的功能研究可以為這些同源基因在生物體中的可能命運(yùn)提供很好的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。 本研究擬以剛竹屬中的白夾竹（Phyllostachys bissetii）為實(shí)驗(yàn)材料，從分子水平上克隆白夾竹的開花基因，研究開花與不開花白夾竹的基因表達(dá)差異，克隆出竹子開花基因的特征片段，闡述竹子開花機(jī)理，為竹子開花提供預(yù)警作用。 通過3′RACE和5′RACE方法從白夾竹嫩葉克隆到一個(gè)含完整編碼區(qū)及3′端非翻譯區(qū)

5、的cDNA，命名為PbAP1MADS1，全長(zhǎng)1157bp；編碼區(qū)編碼343個(gè)氨基酸,具有典型的植物MADS-box基因結(jié)構(gòu)，由MADS區(qū)、I區(qū)、K區(qū)和C末端組成。序列相似性分析結(jié)果表明，PbAP1MADS1屬于AP1亞家族，其核酸序列與麻竹（Dendrocalamus latiflorus）MADS-box protein(Mads1) mRNA的同源性最高：92％，其次與大麥屬(Hordeum vulgare)的MADS-box中EU