大豆生育期基因TOF7的图位克隆和功能分析

来源 :中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所) | 被引量 : 4次 | 上传用户:haidong711
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
生育期(特别是开花期)是影响大豆品种分布和产量的重要因素之一,大豆生育期调控基因的挖掘和研究,对选育生态适应性广的优良大豆品种至关重要。迄今,诸多调控大豆生育期的E系列基因已被克隆,它们的应用提高了育种效率和产量,但仍未完全解决育种问题。因此,本试验旨在图位克隆新的生育期基因,并进行功能分析,进一步为大豆适应性和产量的提高提供理论依据。具体研究内容如下:1.利用Minsoy(Ele2e3E4)和Archer(elase2E3E4)杂交后构建的MA重组自交系进行长日照条件下开花期QTL检测。通过亲本重测序和MA群体SLAF-seq,共开发了 5,074个分子标记,构建出总长度为3,588.94cM的高密度遗传图谱。结合F6代和F8代MA群体的花期表型,检测到三个稳定遗传的花期QTL(TOF5、TOF6.和和TOF7),分别位于5号、6号和7号染色体上。其中TOF61与E1基因所在基因组位点重合,且E1在本群体中有分离,故TOF6.1可能是E1基因。TOF7对花期贡献率仅次于TOF6.1,其编码基因未见报道。所以,TOF7是一个新花期位点。2.利用MA群体的7号染色体遗传图谱和两年的花期数据,将TOF7粗定位在Chr7:3904858和Chr7:4936114之间,约1.03Mb内,并筛选到该区间的剩余片段杂合系(Residual heterozygous lines,RHLs),#13 和#131。通过对 RHLs#13和#131的花期和生育期鉴定,这2个家系F2后代均呈现出3:1的分离比例,且F3后代均符合1:2:1的分离比,表明TOF7位点由单基因控制。利用TOF7位点的近等基因系(Near-isogenic lines,NILs),NIL-TOF7 植株比 NIL-tof7 的花期和生育期明显提前,说明TOF7基因控制早花早熟。进一步精细定位,TOF7位点缩小到约138kb区间内,并鉴定到TOF7的候选基因为一个拟南芥光周期调控开花途径中关键生物钟基因的同源基因。3.通过基因序列分析,TOF7基因CDS区在亲本间存在非同义碱基差异,且该碱基变异使编码蛋白N端核定信号区的第9位氨基酸发生置换。进而对目的蛋白进行亚细胞定位,亲本Minsoy中TOF7蛋白主要定位于细胞核中;而亲本Archer中tof7蛋白则定位于细胞质和细胞核中。拟南芥功能互补实验显示,亲本Minsoy中的TOF7可回补拟南芥同源基因突变体的早花早熟表型,而亲本Archer中的候选基因则不能。利用CRISPR-cas9基因编辑技术,将TOF7基因碱基缺失突变后,与野生型植株(Wild-Type,WT)相比,长日照条件下突变体明显推迟开花5-6天,生育期延长约15天。这些结果充分证明了 TOF7基因的非同义突变导致蛋白亚细胞定位变化而形成晚花和晚熟。此外,NIL-tof7和突变株tof7分别比NIL-TOF7和WT的单株产量高,这说明TOF7对育种的重要性。4.TOF7基因呈现24h生物钟节律表达,且主要在大豆三重复叶中表达。在大豆光周期调控花期的信号途径中,TOF7基因通过抑制El基因的表达,进而上调GmFT2a和GmFT5a基因的表达,致使开花提前。这些结果将补充大豆生物钟基因调控开花方面的研究。综上所述,本研究是以QTL定位为基础,图位克隆到一个新的、主要的花期调控基因TOF7。通过亚细胞定位、功能互补及突变体等多种方法,证明了TOF7控制早花早熟,并参与到大豆E1-E4构成的生育期调控网络中。本研究将促进大豆光周期调控生育期途径的深入认知,为大豆品种的适应性和分子育种提供有力的理论依据。
其他文献
<正> 氯化铵是铵离子与氯离子当量结合的一种铵态氮肥,含氮约25%,白色结晶,易溶于水,肥效快,化学和生理反应皆呈酸性。氯化铵早于1956~1957年引入我省,当时省农科部门和农业院
罗尔斯试图构建的"作为公平的正义"的新理论实质上是建立在对影响巨大的古典功利主义批评的基础之上的。由于古典功利主义在前提、原则和逻辑演绎等方面存在着诸多内在缺陷,
上海沪剧院是中华人民共和国成立后沪剧艺术代表性院团,在其66年的发展史上,创作了数量众多的优秀力作。尤其是近五年来的《雷雨》《邓世昌》《敦煌女儿》,敏锐把握时代主题,
近几年中国最火的是什么?电商绝对要排在前列。因为科技的飞速发展,无论从线上到线下,都为电商的高速发展打下了基础。作为当代的文化产业,精神消费,实体消费成为了文化产业
期刊
<正> 弓形体是一种专性细胞内寄生原虫,能引起多种动物的感染.猫科动物为其终末宿主,人和其他哺乳动物为其中间宿主.人类可通过胃肠道、损伤的皮肤粘膜、输血和器官移植、甚
从"起始、发展、跌宕、高潮、结束"五个环节赏析《琵琶行》的音乐描写,在与刘鹗的《明湖居听书》、林嗣环的《口技》比较中,突出《琵琶行》正面描摹音乐的高超技艺。
[安泰科讯]东京消息:以下为日本主要冶炼厂商2004年10月至2005年3月生产计划,其中包括2004-2005年上半年预估产量和2003-2004财政年度下半年实际产量。(单位:吨)
中国加入WTO后,市场逐步对外开放.国际零售企业纷纷抢滩中国市场,使我国的本土企业感到了压力.本文就跨国零售业在华的竞争优势进行分析,并通过比较,探讨了我国本土零售业存在的问
长期以来,公立医院各种结构性、体制性、机制性的矛盾日益凸显,效率低下、服务质量差、公益性缺失等问题一直未能得到有效解决,如何充分发挥公立医院的作用是我国政府和公共
首次将压电陶瓷生产过程中产生的废料复合进阻尼减振沥青,既解决了压电陶瓷废料的处理问题,又制作出了性能更好的沥青基复合阻尼减振材料.