灯盏花自交不亲和性S基因克隆及功能分析
《灯盏花自交不亲和性S基因克隆及功能分析》
项目摘要
中文摘要
自交不亲和性是被子植物在有性生殖过程中避免近亲繁殖的重要机制，在遗传上由具有复等位基因结构的S位点控制。雌性决定因子SRK基因在自交不亲和性反应基因系统中起着重要作用。与配子体型自交不亲和性相比，孢子体自交不亲和分子机理研究较少受到关注。本项目以具有孢子体型自交不亲和性反应的菊科飞蓬属植物灯盏花（Erigeron breviscapus）为对象，在前期克隆得到的3个与SRK和BRLK相似性较高的编码序列为基础，研究内容如下：1）筛选灯盏花cDNA文库，克隆SRK候选基因cDNA全长；2）鉴定灯盏花SRK基因的功能，明确灯盏花SRK基因是其自交不亲和性的雌性决定因子；3）建立灯盏花自交不亲和性的基因型鉴定方法，鉴定个体基因型。通过本项目的研究，可以为阐明菊科及灯盏花自交不亲和性的分子机理及其SRK基因在孢子体型自交不亲和性中的作用提供依据，为灯盏花育种及自交不亲和性利用奠定基础。
结题摘要
自交不亲和性是被子植物在有性生殖过程中避免近亲繁殖的重要机制，在遗传上由具有复等位基因结构的S位点控制。雌性决定因子SRK基因在自交不亲和性反应基因系统中起着重要作用。与配子体型自交不亲和性相比，孢子体自交不亲和分子机理研究较少受到关注。该项目以具有孢子体型自交不亲和性反应的菊科飞蓬属植物灯盏花（Erigeron breviscapus）为对象，对其自交不亲和S位点进行了研究。利用高通量测序对自交、异交处理的灯盏花进行了转录组测序，建立了灯盏花的转录组数据库，通过分析比对，我们推测了230个推测和灯盏花SI相关的unigenes，包括CaM，Annexin，THL，MLPK，ARC1基因等；克隆得到了SRK1基因的cDNA全长，长度为2637bp，和菊科植物千里光SRK1基因的同源性为85%。RT-PCR和western杂交鉴定了灯盏花SRK1的表达模式，实验结果表明SRK1基因没有直接涉及灯盏花的SI反应。我们还克隆了灯盏花的CaM、Annexin、THL 基因，生物信息学分析显示灯盏花这些基因都具有在其它植物中有活性的结构域，这也为我们进一步研究灯盏花SI信号传导提供了线索。最后我们做了灯盏花自交不亲和性克服的研究，培育了3个灯盏花自交系。
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