橡胶树HbFCA基因功能解析

【摘要】橡胶树属多年生乔木,童期长达5-6年,选育种效率受到很大的限制。因此利用基因工程技术来缩短育种周期具有重要意义。FCA基因是自主开花途径的重要基因,已经在拟南芥中被证实对促进提早开花有重要意义。本实验通过对前期获得的转橡胶树HbFCA基因拟南芥进行PCR.Southern和半定量RT-PCR鉴定,证明了HbFCA基因成功整合到拟南芥基因组中并且获得了表达。通过对转基因拟南芥的表型观察,发现HbFCA有促进转基因野生型拟南芥提早开花的作用,并且对转基因拟南芥种子的萌发也产生了一定的影响。通过植物表达载体将融合的HbFCA基因启动子与GUS基因转化橡胶树,观察到GUS基因在胚状体、叶片和根部均有强烈表达,但在茎段中的表达较弱。证明HbFCA基因不仅参与开花调控外,还可能参与多种发育过程的调控。研究结果也印证了HbFCA基因功能具有多样性。本研究对橡胶树Southern杂交技术进行了优化,而且对探针的不同标记方法进行研究比较,证明利用PCR法标记探针是橡胶树Southern杂交探针标记的最佳选择,此法不仅标记效率高而且特异性更强,成像效果也具有低背景的优点。对橡胶树不同品种HbFCA基因进行SiuthernBloting验证,发现HbFCA基因在光亮矮生橡胶(H.N.V8)中以双拷贝形式存在,而在其余研究的品种中则是以单拷贝的形式存在。为进一步研究HbFCA基因和启动子在橡胶树不同品种间的多态性,利用Plantcare软件对启动子进行生物信息学分析,结果发现橡胶树启动子序列中除了具有常见的TATA-box和CAAT-box外,还具有光效应元件、光应答顺式调控元件、昼夜调控顺式元件、蛋白代谢顺式调控元件等。笔者认为这些元件的发现,说明HbFCA基因对光反应具有高度的灵敏性。另外HbFCA启动子还具有甲基茉莉酸(MeJA)应答顺式调控元件、热应答顺式作用元件、抗逆应答顺式作用元件、水杨酸应答顺式作用元件等,这表明HbFCA基因可能还会对外界的甲基茉莉酸、水杨酸、高温及其他逆境做出一定的反应。并对HbFCA基因序列构建了分子进化树。本研究首次利用均一化全长cDNA文库构建策略,成功构建了橡胶树早花品种叶片均一化全长cDNA文库,它具有完整的cDNA全长序列和高低丰度基因都可以均匀表达等优点。通过验证,本研究构建的均一化cDNA文库质量符合酵母单杂交基本要求。为进一步通过酵母单杂交筛选与HbFCA启动子互作的反式作用因子提供了更可靠的物质基础。
【作者】鲁旭；
【导师】黄华孙；
【作者基本信息】海南大学，橡胶学，2014，硕士
【关键词】橡胶树；HbFCA；均一化cDNA文库；酵母单杂交；

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