文档介绍：中国林业科学研究院
博士学位论文
利用拟南芥突变体鉴定木材形成的相关基因
姓名:杨海峰
申请学位级别:博士
专业:林木遗传育种
指导教师:卢孟柱;万贤崇
20070701
摘要基因组学技术研究植物发育某一过程往往获得许多参与该过程的基因,如何采取快速、有效的方法来鉴定这些基因的功能是解析该生物学过程分子机制的基础。拟南芥在人工诱导条件下由形成层活动产生相当数量的木质部,在一定程度上可以模拟树木木材形成。本研究利用该系统分析相关候选基因的拟南芥突变体来研究其参与树木次生维管系统发育的功能。根据毛白杨维管系统再生过程中差异表达基因信息,从国际拟南芥突变体库、秆×龌虻个拟南芥突变系,利用次生诱导体系来研究相应基因对维管系统的影响。在诱导条件下,这些突变体表现出不同的形态和结构的变化,共有个表型和结构发生变化。个突变系发芽率或存活率较低,发芽率由%%,其中鐾槐湎荡婊盥史直鹞%和%。鐾槐湎翟诰セ蛳屡咧岬慕峁股戏⑸浠其中一个突变系发生如下表型变化:从真叶出现至开花结实的整个生长期,生长速度要明显比野生型拟南芥缓慢;叶缘有明显锯齿,莲座叶呈螺旋状排列;茎的基部有较多侧枝,侧枝间距明显缩短,茎有明显扭曲;突变体茎侧面有潦趵庑瓮黄穑内部存在一至数个排列紧密的细胞团,由多层细胞呈环形排列,细胞壁明显加厚,内部存在管状分子,推测为维管组织。根据突变体库提供的资料,鲫突变体迦胛坏阄挥诨蜃橹蠥基因。我们从基因补偿、基因表达分析及基因超量表达等方面分析该基因功能。通过赡南芥中分离该基因和启动子,构建基因补偿表达载体、基因表达模式分析表达载体和基因超量表达载体并导入甜突变体或野生型拟南芥。研究结果表明,通过基因补偿,突变植株表型基本恢复;基因表达分析研究表明,该基因在花和幼叶中沿维管束表达,在幼嫩的根茎中呈束状表达,在幼嫩组织中表达量高,在成熟叶片和成熟茎中不表达。超量表达试验也获得了转化植株,尚未进行表型鉴定。根据基因补偿研究结果,证明T斐赏槐涮灞硇捅浠木龆ɑ颍芸能参与调控维管组织的发育式样。表达分析研究表明,该基因在茎的初生生长初期就已经表达。由上述研究结果,综合推断蛟诰サ某跎こ跗诰鸵丫斡肓维管组织的发育,调控维管组织的发育式样,而在经充分次生诱导后,该基因的突变能
充分表现出来而造成突变体的表型变化。傩基因在拟南芥维管系统发育中具有重要的作用,其同源基因在毛白杨维管系统再生过程中也呈差异表达,说明拟南芥和木本植物可能具有一定相似的维管系统发育调控模式。同时本研究作为一个范例,为应用拟南芥次生诱导研究体系来研究参与木材形成的基因的功能,进而为揭示次生维管系统发育的分子调控机制奠定基础。关键词:拟南芥;突变体;木材;维管系统;基因功能
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