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多倍性是植物进化过程中一个普遍的现象。据估计,百分之五十到八十的被子植物都是多倍体。多倍性在开花植物中的主导优势预示着它具有适应的意义。多倍体往往具有其二倍体祖先所不具备的性状。其中某些性状,如抗旱、单性生殖、抗虫、器官巨型等,可以让多倍体更好地适应新的生态环境或增加多倍体在农业应用方面的机会。近期出现了许多利用实验室构建的多倍体材料来进行多倍性研究的例子。菘蓝是一种在中国被广泛运用的中药材原植物,它与拟南芥同属十字花科。经过五年的筛选育种,高产高抗的四倍体菘蓝被选育得到。前期化学成分研究的工作显示四倍体菘蓝中抗病毒有效成分高于二倍体。随后利用拟南芥全基因组寡核苷酸芯片比较分析了二倍体和四倍体菘蓝全基因组的表达情况,发现两者存在一定的表达差异。为了深入这一领域的研究,并为今后利用基因工程技术进行植物育种和提高药用植物有效化合物的含量打下基础,本文首次克隆并研究了分别参与菘蓝植物信号转导、木质素单体生物合成、转录调控三个方面的七条基因。它们分别是参与信号转导的亮氨酸重复型类受体蛋白激酶(IiLTK),钙依赖蛋白激酶(IiCDPK,IiCDPK2);参与木质素单体生物合成的苯丙氨酸氨裂解酶(IiPAL),咖啡酸氧甲基转移酶(IiCOMT),咖啡酰辅酶A氧甲基转移酶(IiCCoAOMT);参与转录调控的MYB转录因子(IiMYB)。 LRR型类受体蛋白激酶在植物信号转导过程中起重要作用。本文采用RACE和PCR的方法,获得了四倍体菘蓝中IiLTK的全长cDNA序列及其基因组序列。多重序列比对结果表明IiLTK蛋白与其他植物来源的LRR型蛋白激酶具有很高的相似性。与其他植物来源的LRR型蛋白激酶一样,推导的IiLTK蛋白具有典型的LRR型蛋白激酶结构特征:氨基端的亮氨酸重复单元,一个跨膜域,羧基端的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶域。cDNA和基因组序列比对结果表明IiLTK含有16个外显子和15个内含子。通过基因组步移的方法获得了IiLTK基因的5’侧翼序列,其中包括TATA盒和胁迫应答元件在内的一些顺式作用元件也被预测和分析。IiLTK基因的3’侧翼序列富含A+T序列,形成发夹结构,具备终止子的特征。RT-PCR分析证实IiLTK在四倍体和二倍体