白桦BpMADS基因在烟草中的遗传转化及功能分析

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一止匕MADS-box基因参与了植物的开花过程,对于植物的生殖发育起到了非常重要的作用。在本研究中,我们从白桦中克隆了一个MADS-box基因,命名为BpMADS。序列比对显示该基因与拟南芥AP1基因同源。我们进行了该基因的分析及烟草的遗传转化研究,主要结果如下:亚细胞定位研究表明,BpFLC-GFP蛋白在细胞核与细胞质中表达,推测该基因在细胞质和细胞核内均有表达。荧光实定时定量PCR结果表明,该基因在花序中表达量显著高于叶片,说明此基因可能参与了开花调控。将BpMADS基因转入烟草使其过量表达,结果显示BpMADS基因的过量表达能显著促进转基因烟草开花,并导致植株矮小。转基因烟草的叶片在组培条件下,不定芽迅速形成花序,此外由叶片也可直接形成花器官。暗处理结果显示,转基因烟草与野生型烟草表现相近,没有产生花器官。由此说明BpMADS基因是白桦开花发育过程的一个重要基因,并且需要在光照的辅助下才能完成其开花促进功能。实验结果表明,BpMADS基因的过量表达能显著促进转基因烟草叶绿体的形成,并能促进淀粉的合成。利用实时定量PCR检测了转基因烟草中多个与开花相关基因的表达,结果说明BpMADS的过量表达,显著提高了以上基因的表达,说明BpMADS可通过提高烟草中开花基因的表达来促进转基因烟草的开花。将BpMADS基因导入拟南芥apl突变体,发现BpMADS能够恢复突变体的表型,说明BpMADS可能参与了开花过程及花器官的调控。
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