大白菜表皮蜡粉缺失突变基因Brcer1的定位

来源 :沈阳农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:stephenlyx
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大白菜(Brassica campestris L.ssp.pekenensis)表皮蜡粉是指覆盖在大白菜植株表面的灰白色物质,主要由长链脂肪酸(C>18)及其衍生而来的醛类、醇类、烷烃类、酮类、脂质类等物质组成,是植物抵御外界环境有害因子的重要屏障。大白菜以叶片为产品器官,表皮蜡粉缺失的叶片表面光滑亮绿,看起来更加鲜嫩,深受消费者喜爱,往往具有较高的商品价值。本研究通过对双单倍体大白菜‘FT’的萌动种子进行EMS诱变处理,获得了一份表皮蜡粉缺失的突变体cer1。在对突变体蜡粉形态、成分及遗传特性分析鉴定的基础上,利用Mut Map基因定位方法和KASP基因分型技术,对突变基因进行了定位及验证,对候选基因的表达模式进行了分析和克隆测序。主要研究结果如下:1.大白菜表皮蜡粉缺失突变体cer1的表型特征对野生型和突变体植株表型进行对比观察发现,突变体的茎、叶片和种荚表面都呈现亮绿,有光泽,在抽薹期表现尤为明显,而野生型植株表面被有一层灰白色的蜡粉。除此之外,突变体和野生型的其他性状相似。2.突变体cer1的表皮蜡粉成分与形态结构利用气相色谱质谱联用仪对表皮蜡粉成分进行分析发现,突变体表皮蜡粉总含量显著降低,其中烷烃类、酮类、醇类和脂质类等含量都有显著降低,醛类含量有一些升高。利用扫描电子显微镜对野生型和突变体植株表皮蜡粉结构进行观察,发现野生型表皮蜡粉较厚呈现棒状、片状等形态,而突变体表面很光滑,几乎没有蜡粉。3.大白菜表皮蜡粉缺失性状的遗传特性用野生型‘FT’与突变体cer1进行正反交获得F1代,F1代与‘FT’和突变体cer1回交获得BC1P1和BC1P2,F1代自交获得F2代。上述世代材料种植鉴定结果表明,突变体cer1的表皮蜡粉缺失性状由一对隐性核基因控制。4.表皮蜡粉缺失突变基因的定位提取50株具有表皮蜡粉缺失表型的F2代植株的DNA,构建、突变体DNA混池(W-pool),通过Mut Map分析,将候选基因定位在A09染色体上。通过候选基因的KASP基因分型验证,确定候选基因为Bra A09g066480.3C,其拟南芥同源基因为cer1,编码醛脱羧酶,参与蜡粉形成,遂将其命名为Brcer1。5.Brcer1的结构变异特征与表达特性对候选基因Brcer1的全长进行克隆测序,结果表明Bra A09g066480.3C的第4个外显子上第1145个碱基发生了由C→T的替换,导致第255位氨基酸构象由羟基变为苯环,氨基酸序列由S变为F,即由丝氨酸变到苯丙氨酸。q RT-PCR分析结果表明Bra A09g066480.3C在野生型‘FT’和突变体cer1的同一植物器官中表达量无明显差异。Bra A09g066480.3C在花中表达量最高,在根系中几乎没有表达。
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