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乙烯是一种结构简单的气体植物激素,它对植物的代谢调节可贯穿其整个生活周期。前人的大量研究结果已证实,在甘蔗生长发育的前期,叶面喷施低浓度的乙烯利能有效促进甘蔗早期的萌芽、分蘖和生长,增强光合作用,提高抗旱性等。为进一步了解乙烯利调控甘蔗生长的分子作用机理,以便更好地利用乙烯利进行甘蔗化学调控,本文对用乙烯利处理的甘蔗前期基因差异表达进行了分析,并对甘蔗乙烯受体Sc-ERS基因进行了克隆、序列分析等方面研究。主要研究结果如下:1.建立和优化了一套研究乙烯利调控甘蔗基因差异表达的cDNA-AFLP分析体系和银染体系。结果表明:模板质量的高低是cDNA-AFLP分析能否成功的关键。在甘蔗RNA提取中及时去除甘蔗组织可以降低多糖物质的残留;在RT-PCR反应及cDNA第二链合成的操作中,适当延长合成的时间有利于获得更长、更完整的ds cDNA;在cDNA-AFLP分析中,确定初级模板预扩增反应循环数20循环、反应产物20倍稀释液作为二级模板时选择性扩增效果较好;在银染检测过程中,使用高纯度的Na2CO3,并控制好凝胶漂洗和显色时间可以获得理想的检测效果。利用cDNA-AFLP技术对乙烯利处理的甘蔗进行基因差异表达研究,每个样品的扩增条带数均在35-80之间,其中大多数在50-70范围内,处理和对照之间条带多态性明显。2.对部分差异转录片段进行了回收、克隆、反向Northern杂交验证、序列分析和功能分析等方面研究。研究结果表明:在反向Northern杂交实验中,24个测试样品中有11个表现没有差异,假阳性率高达46%;在乙烯作用下,甘蔗的CHI、GST、ARP、LHC、核结合蛋白基因以及一批未知基因差异表达;其中CHI、GST、LHC和核结合蛋白是与促进植物的抗病抗逆、提高光合作用等密切相关的因子。3.根据已知乙烯受体基因的序列信息,设计了一对简并引物和一对特异引物,对甘蔗叶片基因组DNA进行PCR扩增,获得了一个甘蔗乙烯受体基因(Sc-ERS)的片段。序列分析表明,该片段大小为4310bp,包含一个由5个外显子和4个内含子组成的4219bp大小的完整编码区。Sc-ERS编码区与玉米乙烯受体ERS1基因(AY359578)、水稻乙烯受体ERS1基因(AY043031)的编码区同源率分别为91.4%和61.6%,推导Sc-ERS编码的蛋白包含636个氨基酸残基,与玉米乙烯受体基因、水稻乙烯受体基因所编码蛋白的氨基酸同源率分别为94.1%和89.4%。对推导蛋白的结构进行分析的结果显示Sc-ERS编码的蛋白和玉米、水稻ERS1所编码的蛋白一样,在N段保守区含有3个跨膜结构,并由3个跨膜结构、GAF结构、HisKA和HATPasec组成功能域。通过核苷酸序列分析和蛋白质结构分析表明Sc-ERS基因属于ERS1基因。