豌豆早期结瘤素基因克隆与凝集素基因psl转化烟草研究

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1、-III-单位代码10635学号S2005073-III-硕士学位论文豌豆早期结瘤素基因克隆与凝集素基因psl转化烟草研究论文作者：周小全指导教师：张兴国研究员学科专业：细胞生物学研究方向：细胞工程提交论文日期：2008年05月25日论文答辩日期：2008年05月31日学位授予单位：西南大学中国·重庆2008年5月-III--III-2008MasterThesisofSouthwestUniversityIsolationofEarlynodulinGenesfromPisumsativumandIntroductionofLectinGene

2、pslintoNicotianatobacumCandidate：XiaoquanZhouSupervisor：XingguoZhangMajor：CellbiologyField：CellengrneeringCollegeofHorticultureandLandscapeArchitecture,SouthwestUniversity，Beibei，Chongqing，400715，P.R.ChinaMay2008-III--III-独创性声明学位论文题目：豌豆早期结瘤素基因克隆与凝集素基因psl转化烟草研究本人提交的学位论文是在导师指导下

3、进行的研究工作及取得的研究成果。论文中引用他人已经发表或出版过的研究成果，文中已加了特别标注。对本研究及学位论文撰写曾做出贡献的老师、朋友、同仁在文中作了明确说明并表示衷心感谢。学位论文作者：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解西南大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南大学研究生院（筹）可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书，本论文：□

4、不保密，□保密期限至年月止）。学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日-III--III-摘要豌豆早期结瘤素基因克隆与凝集素基因psl转化烟草研究细胞生物学专业硕士研究生周小全指导教师张兴国研究员摘要结瘤固氮是豆科植物与根瘤菌专一性作用的结果。在根瘤菌的第一步入侵至根瘤形成的每一个过程中，都伴随着宿主植物及根瘤菌特异性基因的表达。前人的研究已经证明，植物凝集素在豆科植物识别根瘤菌的过程中起着不可缺少的重要作用，通过豆科植物间凝集素基因的转化，可使一些豆科植物识别原本不能识别的根瘤菌。但是，人们在利用人工启动子将豆科植物凝集素基

5、因转化到非豆科植物时，并未能使非豆科转基因植株识别相应的根瘤菌。鉴于此，有必要在非豆科植物上模拟豆科植物凝集素的原始表达机制，研究非豆科植物与根瘤菌的相互作用。结瘤素基因（NodulinGene）是指特异地存在于根瘤菌感染产生的根瘤细胞中并参与共生固氮作用的植物基因，它们对于根瘤结构的形成及维持、固氮活性的保护以及固氮产物的代谢等都有重要作用。根据表达时间的先后，它可分为早期结瘤素基因和晚期结瘤素基因。早期结瘤素基因在根瘤发育早期表达，参与“根瘤菌——根毛”相互作用及根瘤形态发生过程，对植物与根瘤菌之间的信息传递、根瘤菌的侵染及根瘤的形成有着重要

6、作用。目前已经发现了多个关键的早期结瘤素基因，并在一定程度上阐述了它们的功能，不过它们的工作机理仍有待进一步阐明。这些关键早期结瘤素基因在转化到非豆科植物中后，是否能发挥相应的功能，也需要进一步的探索。本实验通过PCR技术从豌豆基因组DNA中克隆出豌豆凝集素基因（psl）及早期结瘤素基因PsENOD12A、PsSYM10、PsENOD40，构建了psl基因的植物表达载体pVCT-PsL，并利用农杆菌介导法将psl基因导入烟草。主要实验结果如下：1．psl基因的克隆、表达载体构建及转化烟草以豌豆（PisumsativumL.）基因组DNA为模板，通

7、过设计特异引物，利用PCR技术扩增获得psl基因。序列分析表明，该基因全长1948bp，包括编码275个氨基酸的828bp的开放阅读框、854bp的5’端控制区和266bp的3’端非翻译区。与已报道的序列（GenBank登录号X66368）相比较，核苷酸序列及推导的氨基酸序列同源性分别为99.4%和100%。将psl基因插入到pVCT2020，构建了该基因的植物表达载体pVCT-PsL。利用农杆菌介导法将psl基因导入烟草（NicotianatobacumL.cv.Wisconsin38）中，共获得10个独立的卡那霉素抗性烟草-III-摘要株系，

8、移栽后全部成活并开花结果。PCR检测初步确定psl基因已转入烟草基因组中。2．豌豆PsENOD12A基因的克隆以豌豆基因组DNA为模板，