【摘 要】
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扁桃属蔷薇科扁桃亚属树种,又名巴旦木,是四大干果之一,有着较高药用价值和营养价值。扁桃属于配子体型自交不亲和树种,自花授粉并不能正常结实,若授粉树配置不当、花期不能正常授粉都会造成大幅度减产。因此,探究扁桃自交不亲和特性,既能深入了解扁桃授粉结实生理特性,便于在生产中找到合适的授粉品种,又能利用分子生物技术打破其原本的自交不亲和特性,得到品质优良的自交亲和树种也是当前扁桃产业发展的重点。本研究以新
【基金项目】
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新疆维吾尔自治区自然科学基金项目“新疆巴旦木自交不亲和非S基因关键因子SSK1的克隆及其功能分析研究”(项目编号:2019D01A56),课题主持人:曾斌教授(新疆农业大学园艺学院); 新疆维吾尔自治区园艺学重点学科资助项目(项目编号:2016-10758-3),课题主持人:曾斌教授(新疆农业大学园艺学院);
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扁桃属蔷薇科扁桃亚属树种,又名巴旦木,是四大干果之一,有着较高药用价值和营养价值。扁桃属于配子体型自交不亲和树种,自花授粉并不能正常结实,若授粉树配置不当、花期不能正常授粉都会造成大幅度减产。因此,探究扁桃自交不亲和特性,既能深入了解扁桃授粉结实生理特性,便于在生产中找到合适的授粉品种,又能利用分子生物技术打破其原本的自交不亲和特性,得到品质优良的自交亲和树种也是当前扁桃产业发展的重点。本研究以新疆栽培扁桃‘纸皮’为试验材料,采用同源序列克隆法获得栽培扁桃自交不亲和PsdCUL1基因,密码子偏好性分析其进化特性,荧光定量检测PsdCUL1基因的表达情况,对PsdCULs基因家族成员进行生物信息学分析,深入了解PsdCULs基因的特点,又继续优化了模式植物矮牵牛再生体系及遗传转化体系,试验结果如下:(1)利用同源克隆技术从栽培扁桃体内克隆获得了一个新的CUL1基因全长序列,命名为PsdCUL1(NCBI登录号为MZ073343),ORF开放阅读框为2217 bp,编码738个氨基酸,分子量为85.86 kDa,属于亲水性蛋白质,CUL基因密码子偏好性分析表明其进化受自然因素影响较大。实时荧光定量结果表明PsdCUL1基因在花粉中的表达水平最高,具有显著的组织特异性表达特性。(2)利用生物信息学进行PsdCULs基因家族成员分析,从扁桃中筛选到15个PsdCULs基因家族成员,成员之间蛋白序列长度、分子量和等电点差异较大,主要分布在细胞质中,主要存在于Pd01、Pd03、Pd04、Pd05和Pd08五条染色体上,调控植物生长。大部分PsdCULs成员在子房和花粉中表达,花药受冷胁迫后表达活性受到抑制,子房表达受冷胁迫影响较小。(3)为了构建矮牵牛组培体系,进行了培养基与激素浓度的筛选,最终确定了不同阶段最适宜的培养基配方:1/2 MS培养基为播种培养基;诱导不定芽分化的最佳激素组合为1.0 mg/L 6-BA与0.2 mg/L NAA;诱导不定根的最佳IBA浓度为0.1 mg/L。(4)构建了pCAMBIA1300-35S-PsdCUL1-MYC双元表达载体,利用冻融法进行农杆菌转化,叶盘法侵染矮牵牛,筛选出卡那霉素最佳浓度为50 mg/L,头孢霉素最佳浓度为500 mg/L,预培养时间为48 h,侵染时间为5 min,优化矮牵牛遗传体系。最终经PCR检测,证明成功获得了具有PsdCUL1基因的矮牵牛阳性植株。
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