高温胁迫下甘蓝型油菜发育种子相关基因的差异表达研究

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1、摘要高温胁迫下甘蓝型油菜发育种子相关基因的差异表达研究细胞生物学专业硕士研究生王家丰指导老师陶酒司支lJ歹Ij毒Ij甘蓝型油菜是我国乃至全世界重要的油料作物。随着气候变暖趋势的不断发展，油菜成熟期“高温逼熟”现象越来越大地影响油菜的产量和质量。本试验就甘蓝型油菜在成熟期经常发生的高温逼熟现象展开研究，试图在基因表达水平上探索高温胁迫引起的基因差异表达，以期初步探索高温胁迫影响甘蓝型油菜品质性状在表达水平的差异，从而为将来的育种工作打下良好的基础。本研究以2007年21个农艺性状整齐的甘蓝型油菜的高世代

2、纯合tl交系作为实验材料，在自动控制的温室中作常温和高温模拟控制试验。控制两组平行材料分别种植在两个同样构造的小温室中，每份材料各种植40株，设两个重复。温室采用人工控制温度、光照、湿度、水肥等生长条件，两个温室环境控制除温度以外一律相同。在角果期(花后20天)对实验组进行高温胁迫处理。采集花后30天物质合成正处于高峰期的幼嫩的种子作为差异显示的材料。种子成熟后，收集各株系种子测定其含油量、蛋白质含量、可溶性糖含量、以及千粒重；通过分析筛选出高温敏感型甘蓝型油菜株系R54、R64和R65和高温钝感型的

3、甘蓝型油菜R51、R60、R67和R69。选取高温敏感(1154)和高温钝感株系(R60)的甘蓝型油菜各一个株系的花后30天的种子提取RNA。经反转录成eDNA后采用AseI和TaqI两种限制性内切酶消化，连接接头后利用eDNA．AFLP法从256对特异扩增引物组合扩增出的基因表达片段中找到5组稳定重复出现的差异表达片段；回收、测序并在NCBI基因库中比对分析。其中有3组实验所得片段在基因库中可以找到序列同源片段，这些片段可能反映油菜在高温胁迫下的差异表达。其中一组与拟南芥某蛋白酶结构域的序列同源，一

4、组与甘蓝型油菜的线粒体基因组DNA序列同源，另外一组暂时没有与其相关功能的报道。用2008年材料做RT-PCR验证，结果表明实验所得差异片段在高温影响胁迫下表达量相对下调。前人对热激蛋白的研究发现，热激蛋白HSP70也在线粒体中发挥作用。线粒体是生物体内能量代谢的最主要的细胞器，所以推测本实验所得与甘蓝型油菜线粒体基因组同源的片段可能在线粒体对高温胁迫的反应过程中特异表达，协同热激蛋白的合成，共同调节和应对高温胁迫作用，而且可能与植物体在高温胁迫下的能量代谢相关。另外一组与拟南芥某蛋白酶硕士毕业论文序

5、列同源，蛋白酶参与细胞内蛋白质代谢；可能与热激蛋白的代谢过程和作用机制有关。还有一组其具体的作用机理还不明确。尽管要详细说明甘蓝型油菜感受高温时的反应机理和过程还需进一步的研究，但本研究所获差异表达片段能在一定程度反映高温胁迫下甘蓝型油菜的基因的差异表达，其序列信息对植物在高温胁迫下的差异表达机理的研究有重要的启发作用，并为实验研究确定目标、方向以及合适的切入点奠定了基础，对进一步研究高温胁迫下甘蓝型油菜差异表达机理以及选育抗高温品种都具有重要指导作用。关键词：甘蓝型油菜；高温胁迫；发育种子；差异表达

6、；HAbs仃actResearchofdifferentialgeneexpressioninthedevelopingseedofBrassicanapusunderhightemperaturestresMaster’sDegreeCandidate：Jia—FengWangMajor：CellBiologySupervisors：LanTaoAssociateProf．Lie．ZhaoLiuAbstractBrassicanapusL．isoneofthemainoilcropsinourcou

7、ntry,eventotheworld．Withthedevelopmentofglobalwarmingtrend，hightemperatureforcedmaturationwhichoccurredduringtheripeningofB．napusgreatlyaffectstheyieldandqualityofrapeseed．ThisstudyfocusonthehightemperatureforcedmaturationofB．napususingdifferentialdispl

8、aytofigureoutthedifferentiallyexpressedgeneprofile．Twentyoneinbredlineswereplantedintwosameautomaticcontrolledclimatechamberswithtworepeats，40plantseach．Thelight，humidity，waterandothergrowthconditionsoftwoclimatechamberswerecontr