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本研究以孔雀草(Tagetes patula L.)试管苗为试验材料,对孔雀草的再生体系、试管开花、蛋白质组及孔雀草亲环蛋白基因的克隆进行如下研究:①建立孔雀草再生体系;②进行了孔雀草试验开花研究,建立了孔雀草高效开花体系;③进行孔雀草各阶段材料蛋白质的分离,获得了高分辨率的蛋白质双向电泳(2D)图谱,并用2D分析软件ImageMaster 2D Platinum 6.0(GE Healthcare)进行蛋白质差异表达分析,并且对孔雀草花芽分化各阶段部分差异表达的蛋白质进行质谱鉴定及功能分析;④根据蛋白质谱鉴定结果,对孔雀草亲环蛋白基因进行了克隆。主要研究结果如下:1.孔雀草再生体系的建立以孔雀草试管苗为材料,分别研究其芽诱导、芽增殖、生根及叶片愈伤组织的诱导的最佳条件。试验结果表明:最佳芽诱导培养基为: MS +0.2 mg·L-16-BA+ 0.2mg·L-1NAA+30g·L-1白糖;最佳芽增殖培养基为:MS +0.2 mg·L-16-BA+0.05mg·L-1NAA;最佳生根培养基为:1/2MS+0.1 mg·L-1NAA;叶片愈伤诱导最佳培养基为:MS +1.0 mg·L-12,4-D + 1.0 mg·L-16-BA。2.孔雀草试管开花研究以孔雀草种子萌发而来生长35d后的材料为试验材料,从不同光照时间、不同质量浓度白糖、不同质量浓度多效唑、不同激素配比及不同因子(MS培养基、白糖、KT、GA3)的L9(43)正交试验对孔雀草试管开花进行了研究。试验结果表明:在单因素试验中,短日照(8h/16h)、MS基本培养基中白糖质量浓度为45g·L-1时、MS培养基中含有的多效唑质量浓度为0.6mg·L-1时最适于孔雀草花芽的诱导和花芽的进一步发育。在多因子试验中,当6-BA/NAA(0.2/0.05 mg·L-1)为4时最适宜孔雀草花芽的诱导,但是不利于花芽的进一步发育,该条件下诱导出来的花芽最终萎缩死亡。在正交试验中,1/4MS+45g·L-1白糖+0.4mg·L-1 KT+0.6mg·L-1GA3最适宜孔雀草花芽诱导和花芽的进一步发育,此处理条件下的孔雀草可以开花,并且花期提前一周左右。3.孔雀草花芽分化各阶段材料蛋白质组学研究①孔雀草花芽分化过程中蛋白组分、MW和PI变化在孔雀草试管开花研究的基础上,以孔雀草不同培养天数植株为材料,进行花芽分化蛋白组学研究。孔雀草花芽分化各阶段蛋白质数目、等电点(pI)和分子量变化情况结果如下:①数目变化:孔雀草试管苗花芽分化过程中,不管是在白光还是在蓝光光照条件下,蛋白点数的变化都呈现增加趋势,能检测到的平均蛋白点数以W2阶段最多,有928个蛋白点;次之为:B2阶段蛋白点803个;W1阶段蛋白点761个;B1阶段蛋白点为631个;V0阶段蛋白点最少,为607个。②等电点(pI)变化:孔雀草试管苗花芽分化过程中的蛋白质pI值范围主要集中在5~6之间,不管在白光光照还是在蓝光光照条件下及不同pI值范围内,随着孔雀草试管苗的生长发育,蛋白点数呈上升趋势。这种趋势说明了,B1阶段及W1阶段是孔雀草花芽形态构建过程中非常关键的时期,同时也说明了pI值范围在5~6的蛋白质在孔雀草花芽形态构建过程中起着非常重要的作用。③分子量(MW)变化:孔雀草花芽分化W2阶段(白光条件下)和B2阶段(蓝光条件下)这两个时期,分子量20.1KD到66KD之间的蛋白点数与其它阶段材料相比最多,而且在分子量在30KD到45KD之间的蛋白点数最多,这说明了在孔雀草花芽分化过程中,分子量在30KD到45KD之间的蛋白质在参与花芽形态构建中起着非常重要的作用。②孔雀草花芽分化过程中相关蛋白的质谱鉴定及其功能分析选取孔雀草花芽分化各阶段差异表达的75个蛋白进行质谱鉴定,其中有34个蛋白点得到可信的匹配,蛋白质鉴定的成功率约为45.3%。成功鉴定的34个蛋白,按其功能可以分为五个功能类群,其中能量和糖代谢相关蛋白所占比例最大,15个,占44%;胁迫反应与氧化还原相关蛋白,2个,占6%;蛋白质合成、折叠、组装和分解相关蛋白,2个,占6%;细胞组成与信号转导相关蛋白,3个,占3%;而功能未知蛋白有14个,占41%。其中以能量和糖代谢相关蛋白所占比列最大,这可能与孔雀草花芽分化过程中需要大量的能量和物质参与花芽的构建过程有关,因而新陈代谢旺盛,所需的蛋白质种类和数量也比较多。未知功能蛋白所占的比例也比较高,并且许多是小分子量蛋白,这些蛋白通常是与信号转导和基因调控相关的蛋白。因此,推断这些功能未知的蛋白在孔雀草花芽分化过程中起着非常重要的作用。4.孔雀草亲环蛋白基因的克隆以孔雀草种子萌发后生长35天(光周期:12h/d;生长温度:25±2℃)后,转入MS基本培养基培养25天(光周期:8h/d;生长温度:20±2℃)后试管苗为材料。首次成功克隆了孔雀草亲环蛋白基因1个部分cDNA序列和1个cDNA全长序列,分别命名为CyP-1和CyP-2。CyP-1序列有716个碱基,CyP-2序列有834个碱基,编码171个氨基酸。对克隆到的CyP-1序列CyP-2序列进行核苷酸序列同源性分析,结果表明,CyP-1、CyP-2与非洲菊(Gerbera EU126917.1)亲环蛋白基因同源性分别为99%、89%。