花椰菜胚性愈伤组织cDNA-AFLP分析及EF-1α和LECl cDNA克隆

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通过体细胞胚胎途径再生苗可以快速繁殖种苗,为遗传变异、基因工程提供良好受体环境。本试验建立了花椰菜植株再生技术体系,利用cDNA-AFLP技术,对花椰菜松散型胚性愈伤组织和紧密型胚性愈伤组织差异基因进行分析,克隆了花椰菜胚性愈伤组织EF-1α、LEC1基因,以期为体细胞胚胎分子机制的研究提供基础。主要研究结果如下:1花椰菜体胚发生植株再生的研究本试验以‘台湾庆农65天’种子为材料,研究不同浓度的2,4-D和NAA对花椰菜胚性愈伤组织诱导的影响,并筛选出花椰菜胚性愈伤组织最佳增殖培养基和萌发培养基。结果得出:以5d苗龄子叶、切成不带叶脉方块于MS+0.5mg/L2,4-D+0.1mg/L NAA+3%蔗糖+0.6%琼脂培养基上诱导的胚性愈伤组织率最高,达97.3%,最佳增殖培养基:MS+0.2mg/L2,4-D+3%蔗糖+0.6%琼脂,最佳体胚成熟培养基:1/2MS+0.1mg·L-1IBA,诱导体胚萌发最佳培养基为:MS+0.5mg/L6-BA+0.5mg·L-1IAA,达32.6%。2利用cDNA-AFLP技术分析花椰菜胚性愈伤组织差异表达基因以花椰菜松散型胚性愈伤组织和紧密型胚性愈伤组织为材料,利用cDNA-AFLP标记技术对体胚发育相关基因进行了差异表达分析。对cDNA-AFLP技术中选择性扩体系进行优化,获得了20μL最佳选扩体系:模板cDNA为30ng、dNTP为300μmol/L、引物为0.5μmol/L、Ex taq酶0.5U、10×Buffer为2μL。利用聚丙烯酰胺凝胶电泳对选择性扩增产物进行分离,结果获得了43条阳性TDFs,与其他物种相关基因同源性较高,功能分别涉及细胞增殖、能量代谢、翻译因子、逆境响应、基因沉默、酶催化调控,激素应答,抗氧化还原等方面。3花椰菜胚性愈伤组织EF-1α的克隆从cDNA-AFLP分析中获得EF-1α片段,利用RACE技术克隆花椰菜胚性愈伤组织EF-1αcDNA,全长1705bp (登录号为KC508634),共编码449个氨基酸,与油菜(FJ529180.1)、拟南芥(NM10066613)、蔷薇(JN399225.1)、烟草(D63396.1)、荔枝(DQ471426.1)的同源性分别为95%、91%、89%、88%、87%。通过生物信息学分析,推测花椰菜胚性愈伤组织EF-1α编码的蛋白为稳定、亲水性、非分泌蛋白。其编码的蛋白二级结构主要由22.72%α螺旋、31.40%β-折叠和45.88%的不规则卷曲组成,三维结构主要由α螺旋和β-折叠为主,有少量的不规则卷曲,与参考蛋白序列对比一致性为74.21%。4`花椰菜胚性愈伤组织的LEC1的克隆利用RT-PCR和RACE技术,从花椰菜紧密型胚性愈伤组织中克隆了LEC1cDNA,该cDNA全长926bp(登录号为KC541558),编码239个氨基酸,与油菜(EU371726.1)、拟南芥(NM102046.4)、龙眼(GU584089.2)、玉米(NM001112048.1)、花生(FJ971078.1)的同源性分别为89%、79%、75%、76%、76%。该基因编码蛋白的等电点为5.52,不稳定系数为46.11,推测为不稳定蛋白,不具有信号肽及跨膜结构域,其蛋白质含三个CBF/NFYB/HMF保守结构域,二级结构主要有不规则卷曲、α螺旋、β-折叠组成。
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