CmLEC1調(diào)控菊花胚胎發(fā)育的機(jī)理研究

CmLEC1調(diào)控菊花胚胎發(fā)育的機(jī)理研究摘要本文研究了CmLEC1對(duì)菊花胚胎發(fā)育的調(diào)控機(jī)理。通過(guò)對(duì)CmLEC1基因在不同發(fā)育階段的表達(dá)情況進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)CmLEC1基因在胚胎發(fā)育早期高表達(dá)，在胚乳發(fā)育階段逐漸下降。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，CmLEC1基因通過(guò)調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝、細(xì)胞分裂和發(fā)育素信號(hào)途徑等多個(gè)基因的表達(dá)，參與了菊花胚胎發(fā)育的調(diào)控過(guò)程。本研究的結(jié)果有助于深入理解植物基因在胚胎發(fā)育中的調(diào)控機(jī)理，為菊花的育種和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供了理論基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：CmLEC1；菊花；胚胎發(fā)育；基因調(diào)控；生長(zhǎng)素引言隨著生物技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于植物基因的研究逐漸深入。植物基因?qū)χ参镄誀畹挠绊懸呀?jīng)得到了廣泛認(rèn)可，越來(lái)越多的研究表明，在植物胚胎發(fā)育中，基因調(diào)控是至關(guān)重要的過(guò)程。因此，通過(guò)研究植物胚胎發(fā)育過(guò)程中的關(guān)鍵基因及其調(diào)控機(jī)制，有助于深入理解植物的胚胎發(fā)育過(guò)程，并為植物的育種和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供理論基礎(chǔ)。菊花是我國(guó)重要的觀賞花卉，其開(kāi)花可達(dá)7-10月，是秋季最主要的觀賞花卉之一。菊花的繁育主要依賴(lài)于無(wú)性繁殖，但這種方式使得菊花的遺傳多樣性大大降低，因此，對(duì)于探究其胚胎發(fā)育調(diào)控機(jī)制及關(guān)鍵基因的研究，有助于識(shí)別并利用與該過(guò)程相關(guān)的新基因，從而為菊花發(fā)展提供理論基礎(chǔ)。本研究通過(guò)對(duì)CmLEC1基因在不同發(fā)育階段的表達(dá)情況進(jìn)行分析，并利用生物技術(shù)手段進(jìn)行功能驗(yàn)證，探究了CmLEC1基因在菊花胚胎發(fā)育中的調(diào)控作用，并初步闡明了其調(diào)控機(jī)理。材料與方法實(shí)驗(yàn)材料：本研究使用金陽(yáng)菊（ChrysanthemummorifoliumRamat.cv.'JinYang')嫩莖和花盤(pán)為材料。實(shí)驗(yàn)方法1.提取總RNA并合成cDNA，將CmLEC1基因全長(zhǎng)PCR擴(kuò)增后克隆至pET28a載體中，獲得表達(dá)recombinant-CmLEC1蛋白。2.分離金陽(yáng)菊受精卵細(xì)胞和核胚，觀察LEC1在胚胎發(fā)育過(guò)程中的表達(dá)情況。3.通過(guò)熒光實(shí)時(shí)定量PCR（qRT-PCR）檢測(cè)CmLEC1在不同發(fā)育階段的表達(dá)情況，分析CmLEC1基因的時(shí)空表達(dá)特征。4.構(gòu)建CmLEC1RNAi載體，對(duì)轉(zhuǎn)基因菊花進(jìn)行耐藥性篩選，篩選出表達(dá)CmLEC1的轉(zhuǎn)基因菊花株系。比較轉(zhuǎn)基因和野生型菊花胚胎發(fā)育的差異，分析CmLEC1對(duì)于菊花胚胎發(fā)育的影響。結(jié)果1.CmLEC1基因在胚胎發(fā)育早期高表達(dá)，在胚乳發(fā)育階段逐漸下降。2.qRT-PCR結(jié)果顯示，CmLEC1基因在不同發(fā)育階段的表達(dá)量差異顯著，表明CmLEC1的表達(dá)受到時(shí)空和發(fā)育階段因素的調(diào)控。3.對(duì)于轉(zhuǎn)基因菊花胚胎發(fā)育的比較結(jié)果顯示，在一些胚胎發(fā)育關(guān)鍵期，轉(zhuǎn)基因菊花的發(fā)育要明顯強(qiáng)于野生型菊花。qRT-PCR結(jié)果表明，CmLEC1靶基因中與細(xì)胞分裂和發(fā)育素信號(hào)途徑相關(guān)的基因表達(dá)上調(diào)，而脂質(zhì)代謝相關(guān)基因的表達(dá)下降。討論CmLEC1基因是植物胚胎發(fā)育中的關(guān)鍵基因，其在金陽(yáng)菊的胚胎發(fā)育中也發(fā)揮著重要作用。本研究發(fā)現(xiàn)，CmLEC1基因在胚胎發(fā)育早期高表達(dá)，在胚乳發(fā)育階段逐漸下降，表明CmLEC1基因的表達(dá)受到時(shí)空和發(fā)育階段因素的調(diào)控，這與其他物種的研究結(jié)果相似。通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)基因和野生型菊花胚胎發(fā)育的比較，證實(shí)了CmLEC1基因在胚胎發(fā)育中的重要作用。轉(zhuǎn)基因菊花在一些關(guān)鍵發(fā)育時(shí)期明顯強(qiáng)于野生型，這表明CmLEC1基因通過(guò)調(diào)節(jié)多個(gè)基因的表達(dá)，參與了菊花胚胎發(fā)育的調(diào)控過(guò)程。qRT-PCR結(jié)果表明，與細(xì)胞分裂和發(fā)育素信號(hào)途徑相關(guān)的基因表達(dá)上調(diào)，而脂質(zhì)代謝相關(guān)基因的表達(dá)下降，這說(shuō)明CmLEC1基因?qū)栈ǖ呐咛グl(fā)育影響不僅僅局限于單個(gè)基因的調(diào)控，而是通過(guò)調(diào)控多個(gè)基因的表達(dá)，對(duì)胚胎發(fā)育過(guò)程進(jìn)行協(xié)同調(diào)控。結(jié)論本研究通過(guò)對(duì)CmLEC1基因在不同發(fā)育階段的表達(dá)情況進(jìn)行分析，并研究了CmLEC1基因的調(diào)控機(jī)理，揭示了CmLEC1基因在菊花胚胎發(fā)育中的重要作用。本研究結(jié)果對(duì)于深入理解植物胚胎發(fā)育調(diào)控機(jī)理，為菊花的育種和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供了理論