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甘蓝型油菜是我国最主要的油料作物之一,追求产油量是其生产上的主要目的,弱光照是造成油菜减产的主要原因之一,且具体机制尚不清楚。油菜素内酯是较晚发现的一种重要植物激素,极低剂量下即能产生明显的生理效应,对植物生长发育具有重要调控作用,但在甘蓝型油菜中的作用和机制尚不明确。2,4-表油菜素内酯(2,4-Epibrassinolide,2,4-BL)是一种具有极高活性的油菜素内酯,本论文较系统的研究了2,4-BL在不同生育期对甘蓝型油菜生长发育的影响,评价了2,4-BL对甘蓝型油菜产油量的影响。同时筛选了涉及油菜素内酯信号和光信号的重要转录因子进行克隆和表达分析,并通过酵母杂交,拟南芥和油菜遗传转化,初步研究了相关基因在油菜素内酯调控油菜产油量中所发挥的功能。主要研究结果如下:1、2,4-BL在不同生育阶段均能有效调控甘蓝型油菜生长发育,主要通过促进地上部分营养生长而促进产油量形成。在种子萌发阶段,1~1000nM/L 2,4-BL不同程度的促进种子萌发,5~10μM/L 2,4-BL抑制种子种子萌发。幼苗发育阶段,喷施2,4-BL促进甘蓝型油菜地上部分生长,且根系耐受浓度低于地上部分。整个苗苔期,2,4-BL对甘蓝型油菜营养生长存在促进作用,提高茎长度和叶面积。在花期和角果期,2,4-BL可以促进结实,增加每角果种子粒数,但角果成熟期持续使用2,4-BL会导致营养生长时间延长,延缓种子成熟。全生育期各阶段,2,4-BL均能提高光合器官中RuBPCase含量,促进光合作用。分子层面,2,4-BL可迅速诱导油菜素内酯信号和光信号途径关键转录因子BnaPIF4和BnaBZR基因表达。总体来看,2,4-BL对甘蓝型油菜的影响规律基本一致,但影响的大小具有明显的品种差异。2、从双低甘蓝型油菜湘油15号中克隆到2个PIF4基因,根据染色体定位分别命名为BnaPIF4_A03和BnaPIF4_C03,全长编码序列(coding sequence,CDS)、全长mRNA和全长基因分别为1242bp和1245bp,1701bp和1731bp,2527bp和2665bp,各自编码413和414个氨基酸。BnaPIF4_A03具有7个外显子和6个内含子,BnaPIF4_C03具有8个外显子和7个内含子,与测序品种中双11号相比,BnaPIF4_A03基因第1内含子存在单碱基插入突变,第4和第6内含子存在缺失突变,且具有更长的3’–UTR,两基因其他序列在湘油15号和中双11号之间无差别。BnaPIF4_A03和BnaPIF4_C03具有典型bHLH结构域。BnaPIF4蛋白与白菜、拟南芥、亚麻芥等PIF4蛋白高度同源。PIF4蛋白进化关系与物种进化关系一致,PIF4蛋白大量重复且低等植物中分化程度明显低于高等植物中,表明PIF4蛋白分化较晚且可能存在功能冗余。湘油15号中BnaPIF4_A03和BnaPIF4_C03基因的时空表达规律一致,BnaPIF4基因主要表达于油菜茎表皮、未成熟角果和叶中,在花和根中表达较低,且其表达随油菜生育进程逐渐降低。3、从甘蓝型油菜湘油15号叶cDNA中克隆到3个BZR全长编码序列(coding sequence,CDS),经比对分别定位于A07、A06、A06号染色体,分别命名为BnaBZR1_A07、BnaBES1_A06F和BnaBES1_A06R,序列长分别为996、993、996 bp,各自编码331、330和331个氨基酸。三个BZR蛋白均具有典型植物BZR/BES结构域,亚细胞定位预测主要位于细胞核。多序列比对和进化分析表明,BnaBZR1/BnaBES1基因编码蛋白与甘蓝、白菜、拟南芥、亚麻芥等BZR/BES蛋白具有较高的同源性,且同源物种间BZR1或BES1相似度高于同一物种或者近缘物种中BZR1与BES1间相似度,表明BZR1与BES1分化是一个早期进化事件。湘油15号中这3个基因表达规律相似,苗期和花期具有高水平的BnaBZR基因表达,抽苔期和角果成熟期表达稍低;且BnaBZR基因表达水平在地上部分的叶、茎、花和角果中相对于地下部分的根中较高。4、从甘蓝型油菜品系XY881和XY883中克隆并比对了BnaPIF4与BnaBZR基因,发现XY881中相关基因序列、结构与亲本材料湘油15号中一致,而XY883中BnaPIF4和BnaBZR1基因均与亲本湘油15号存在差异。XY883中BnaPIF4基因原第一外显子存在3种不同的可变剪切,形成3种含有不同5’-UTR且具有相同CDS的转录产物。XY883中BnaBZR1基因启动子中存在长124 bp的富含A/T碱基对的插入突变。XY883中的基因突变影响对应的基因表达和调控,其中BnaBZR1的启动子插入突变,提高了XY883中BnaBZR1的本底表达水平,且抑制弱光和2,4-BL对其的诱导效应;XY883中BnaPIF4的3种具有不同5’-UTR的转录产物对弱光和2,4-BL有明显的响应差异。5、酵母杂交实验表明BnaPIF4与BnaBZR/BES蛋白相互结合而进行互作参与光信号和油菜素内酯信号的响应;BnaPIF4不能结合BnaBZR/BES启动子而调控其转录,BnaBZR/BES则能结合BnaPIF4基因启动子而影响其转录。XY883中BnaBZR1基因的启动子突变不影响其互作模式,仅促进其表达水平。XY883中BnaPIF4基因可变剪切形成3种不同5’-UTR不影响BnaPIF4的转录效率,但对BnaPIF4蛋白翻译效率具有影响。BnaPIF4在拟南芥和甘蓝型油菜中均是光效负调控因子,且BnaBZR1对其负调控光效具有抑制作用。转化BnaPIF4和BnaBZR/BES基因对拟南芥影响大于甘蓝型油菜。