梨PcDw候选基因PCP021016.1的克隆及功能分析

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1、分类号密级UDC单位代码10435硕士学位论文梨PcDw候选基因PCP021016.1的克隆及功能分析CloningandFunctionalAnalysisoftheCandidateGenePCP021016.1forPcDwinPear研究生姓名张海月指导教师田义轲教授学科专业果树学研究方向果树生物技术与遗传育种中国•青岛二〇一八年六月CloningandFunctionalAnalysisoftheCandidateGenePCP021016.1forPcDwinPearThesissubmitte

2、dtoQingdaoAgriculturalUniversityInFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterofPomologyZhangHaiyue(DepartmentofHorticulture)Supervisor:TianYikeQingdao.ChinaJune,2018独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,

3、也不包含为获得青岛农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：时间：年月日关于论文使用授权的说明本人完全了解青岛农业大学有关保留、使用学位论文的规定,即：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意青岛农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)研究生签名：时间：年月日导师签名

4、：时间：年月日青岛农业大学硕士学位论文摘要梨PcDw候选基因PCP021016.1的克隆及功能分析摘要果树矮化密植因成花容易、可早期丰产、便于管理、便于更新换代，已经成为现代果园生产的重要模式。矮生型品种是实现梨矮化密植栽培的重要手段。从西洋梨中发现的矮生型变异具有枝条节间短，树冠紧凑，树体矮小等特点，是培育矮生型品种的重要种质资源。研究表明，该矮生型性状受控于显性基因PcDw，到目前为止，该基因的序列信息还不清楚。本研究以‘矮生梨’与‘茌梨’的杂交后代为试材，克隆PcDw候选基因之一PCP021016.1

5、的全长cDNA序列，对其基因和编码蛋白序列进行生物信息学分析，并将该基因在烟草上进行遗传转化研究，以验证其功能，获得的主要结果如下：1、以来自西洋梨基因组的参考序列为基础，设计引物，经PCR和测序分析，克隆得到基因PCP021016.1完整的CDS序列，其长度为1917bp。对该基因编码的氨基酸序列进行生物信息学分析，推测其分子量为69426.00D，等电点为8.20，且该蛋白可能是一种稳定的两性蛋白。跨膜结构域分析发现该蛋白属于膜蛋白，亚细胞定位结果也表明PCP021016.1编码蛋白位于细胞膜上。PCP

6、021016.1与白梨和苹果等蔷薇科植物的同源性最高，相似性都在95%以上。在拟南芥基因组中的搜索分析发现，该基因与PIN3，PIN4，PIN7基因同源性最高，可能具有相似的功能。2、根据西洋梨的基因组数据库，查找到了PCP021016.1基因约300bp的上游序列，设计引物，以矮生梨和普通梨的DNA为模板进行PCR，发现在矮生梨上有一段CT重复序列的缺失，大小约为20-30bp。PlantCare分析发现，这一段缺失是一串CTRMCAMV35S元件，其主要作用是提高基因的转录水平。针对这段缺失，开发了一个

7、InDel标记，可以在‘矮生梨’ב茌梨’群体中区分出矮生型和普通型。3、构建过表达载体(pBI121-PCP021016.1)，利用农杆菌介导法将该基因成功转入烟草中。表型观察发现，与对照相比，转基因烟草植株地上部分生长较快，植株高度明显增加，并提早开花。地下部分观察发现，转基因烟草植株根明显增长，鲜重明显增加。解剖学观察结果表明，转基因烟草根的伸长区细胞与对照相比表现更为狭长。在茎的横切面上，转基因植株的细胞小、密度大，维管束更为发达；在茎的纵切面上，转基因植株的皮层细胞更为细长。该研究结果表明I青岛农

8、业大学硕士学位论文摘要PCP021016.1基因可促进根和茎的伸长生长，促进茎细胞分裂以及维管束的形成。关键词：矮生梨；PcDw基因；PCP021016.1基因；烟草；遗传转化II青岛农业大学硕士学位论文AbstractCloningandfunctionalanalysisofthecandidategenePCP021016.1forPcDwinpearAbstractFruittreedwarfingand