油菜作為我國重要的糧油作物,大幅度提高菜籽油產(chǎn)量以增加食用油的自給率,是國家的重大需求。目前植物的種子中油脂形成的分子生物學機制及其代謝調(diào)控機理已經(jīng)有了初步研究,轉(zhuǎn)錄因子因其有多個靶基因而成為新的研究熱點,而FUSCA3(FUS3)轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控油脂合成的作用方式和調(diào)控機理仍不明了。本研究從“湘油15”中克隆到BnaFUS3基因并分析其功能,主要研究結(jié)果如下:(1)從“湘油15”中克隆到BnaFUS3基因的兩個拷貝BnaA2.FUS3和BnaA6.FUS3的CDS區(qū)序列,分別長為927bp、948bp,編碼309、315個氨基酸,兩拷貝的氨基酸序列變異多發(fā)生在C端。BnaA2.FUS3、BnaA6.FUS3屬于含B3結(jié)構(gòu)域的蛋白家族,是具有親水性蛋白,無跨膜區(qū),均是膜外蛋白。系統(tǒng)進化樹分析,BnaA2.FUS3、BnaA6.FUS3兩者都是BraFUS3和AtFUS3的同源基因。(2)熒光定量PCR分析,BnaA2.FUS3在根、莖、葉、角果皮中均有表達,在種子中相對穩(wěn)定表達,但在角果皮25d達到峰值;BnaA6.FUS3在種子中穩(wěn)定高表達,在35d為峰值;兩者在角果皮中表達量均呈“M”形趨勢。分析脂肪酸積累規(guī)律與BnaFUS3表達關(guān)系,發(fā)現(xiàn)授粉30d后,BnaA2.FUS3和BnaA6.FUS3表達迅速升高,此時各脂肪酸也進入快速增長期;授粉后45d-50d時,兩拷貝表達量變化較小,脂肪酸積累亦進入緩慢增長期,并趨于平穩(wěn)。表明BnaFUS3在甘藍型油菜的胚胎形成和發(fā)育中具有重要影響,對脂肪酸的合成和油脂積累起到重要作用。(3)非生物逆境脅迫分析,6-BA、干旱和高溫(40℃)脅迫條件下,能夠誘導和促進BnaFUS3基因的表達,其中6-BA對BnaA6.FUS3的誘導大于BnaA2.FUS3,干旱對BnaA2.FUS3的誘導作用大于BnaA6.FUS3;鹽脅迫,低溫(4℃)環(huán)境下,抑制BnaFUS3的表達,其中短時間內(nèi)鹽脅迫對BnaA6.FUS3的抑制大于BnaA2.FUS3,低溫處理對BnaA2.FUS3的抑制大于BnaA6.FUS3;ABA和水漬對BnaFUS3的表達影響波動較大。(4)BnaFUS3轉(zhuǎn)化擬南芥分析,BnaFUS3促進油酸的積累,抑制軟脂酸、亞油酸和亞麻酸的積累;其中BnaA2.FUS3促進油酸的積累作用大于BnaA6.FUS3,對抑制亞油酸積累作用亦大于BnaA6.FUS3;兩者對硬脂酸和花生烯酸影響不大。(5)BnaFUS3基因轉(zhuǎn)化甘藍型油菜,通過組織培養(yǎng)獲得陽性再生苗。
【學位單位】：湖南農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：S565.4
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 文章綜述
    1.1 油菜生產(chǎn)現(xiàn)狀
    1.2 油菜育種現(xiàn)狀
        1.2.1 傳統(tǒng)育種
        1.2.2 誘變育種
        1.2.3 生物技術(shù)育種
    1.3 植物轉(zhuǎn)錄因子
        1.3.1 轉(zhuǎn)錄因子與植物生長發(fā)育和抗性
        1.3.2 轉(zhuǎn)錄因子與油脂合成
    1.4 FUS3研究進展
    1.5 研究目的、意義和內(nèi)容
        1.5.1 研究目的及意義
        1.5.2 研究內(nèi)容
第2章 甘藍型油菜FUS3基因的克隆和生物信息學分析
    2.1 材料與方法
        2.1.1 材料
        2.1.2 方法
    2.2 結(jié)果與分析
        2.2.1 BnaFUS3基因CDS序列的克隆
        2.2.2 BnaFUS3基因序列分析
        2.2.3 BnaFUS3氨基酸序列分析
        2.2.4 FUS3蛋白聚類分析
        2.2.5 BnaFUS3蛋白的理化性質(zhì)分析
        2.2.6 BnaFUS3蛋白二級結(jié)構(gòu)分析
第3章 甘藍型油菜BnaFUS3基因的表達及其與脂肪酸組分關(guān)系
    3.1 材料與方法
        3.1.1 材料
        3.1.2 方法
    3.2 結(jié)果與分析
        3.2.1 熒光定量引物的篩選
        3.2.2 熒光定量PCR的擴增曲線和溶解曲線
        3.2.3 BnaFUS3基因相對表達分析
        3.2.4 甘藍型油菜脂肪酸組分與BnaFUS3相關(guān)分析
第4章 甘藍型油菜BnaFUS3基因的非生物逆境脅迫表達分析
    4.1 材料與方法
        4.1.1 材料
        4.1.2 方法
    4.2 結(jié)果與分析
第5章 甘藍型油菜BnaFUS3基因的植物表達載體構(gòu)建和擬南芥轉(zhuǎn)化
    5.1 材料與方法
        5.1.1 材料
        5.1.2 方法
    5.2 結(jié)果與分析
        5.2.1 植物表達載體PBnaFUS3的構(gòu)建
        5.2.2 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化檢測
        5.2.3 擬南芥轉(zhuǎn)基因苗的檢測
        5.2.4 轉(zhuǎn)基因擬南芥種子脂肪酸組分分析
第6章 BnaFUS3基因轉(zhuǎn)化甘藍型油菜
    6.1 材料和方法
        6.1.1 材料
        6.1.2 方法
    6.2 結(jié)果與分析
        6.2.1 再生苗的獲得
        6.2.2 轉(zhuǎn)基因油菜檢測
第7章 討論與結(jié)論
    7.1 討論
        7.1.1 甘藍型油菜BnaFUS3基因的生物信息學分析
        7.1.2 甘藍型油菜BnaFUS3基因的時空表達及其與脂肪酸的關(guān)系
        7.1.3 甘藍型油菜BnaFUS3基因的非生物逆境脅迫
        7.1.4 BnaFUS3基因轉(zhuǎn)化擬南芥及與脂肪酸關(guān)系
        7.1.5 BnaFUS3基因轉(zhuǎn)化甘藍型油菜再生苗的獲得
    7.2 結(jié)論
    7.3 創(chuàng)新點
    7.4 下一步研究工作計劃
參考文獻
附錄
致謝
作者簡介

【參考文獻】

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本文編號：2879273