得的SNP位點(diǎn),利用豫芝11號(hào)基因組數(shù)據(jù),確定了 5YDt27-l位點(diǎn)所在的基因,將該基因序列命名為5??Λ7。對(duì)序列分析發(fā)現(xiàn),該基因在 芝麻基因組(豫芝11號(hào))被注釋為TFL基因(5?Ζ??)。
[0042] 隨后,根據(jù)基因組數(shù)據(jù),利用Primer premier 5.0軟件設(shè)計(jì)了擴(kuò)增芝麻花序有限 基因57出7的引物對(duì),具體設(shè)計(jì)如下: 正向引物 Dtl Primer F 序列為:5'_ ATGGCAAAAATGTCATCGGACC -3' ; 反向引物 Dtl Primer R 序列為:5'_ CTAGCGCCTTCTAGCAGCAGTC -3'。
[0043] 以豫芝DS899的DNA為模板,進(jìn)行PCR擴(kuò)增; PCR反應(yīng)程序?yàn)椋?4°C預(yù)變性3分鐘;之后94°C變性30秒,55°C復(fù)性30秒,72°C延伸1 分鐘,循環(huán)30次;最后72 °C延伸5分鐘。PCR擴(kuò)增產(chǎn)物4°C保存?zhèn)溆茫蛘咧苯踊厥諗U(kuò)增條 帶并測(cè)序。
[0044] 結(jié)果顯示,該基因的基因組全長(zhǎng)序列為1809bp,共包含4個(gè)外顯子和3個(gè)內(nèi)含子 (圖5),序列如SEQ IDl所示。
[0045] 同時(shí),利用上述引物對(duì)對(duì)豫芝11號(hào)基因組DNA進(jìn)行了擴(kuò)增,并對(duì)擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行了 測(cè)序。
[0046] 將花序有限基因與正常株(即豫芝11號(hào))的等位基因行序列比對(duì), 結(jié)果如圖6。從圖6中可以看出,在花序無(wú)限型和花序有限型種質(zhì)基因組中,57出7序列的 差異僅在于編碼區(qū)第236位堿基是否發(fā)生了 G/A突變。當(dāng)花序類型由無(wú)限型突變?yōu)閐tl有 限型時(shí),編碼區(qū)第236位的堿基G就突變?yōu)榱藟A基A,導(dǎo)致編碼蛋白的第79個(gè)氨基酸序列由 絲氨酸⑶突變?yōu)榱颂於0罚∟)(圖7)。
[0047] (2 )依照上述DNA提取方法,提取豫芝DS899幼嫩植株的RNA,并利用TaKaRa RNA 反轉(zhuǎn)錄試劑盒(TaKaRa公司)進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄獲得總cDNA ;相關(guān)操作參考反轉(zhuǎn)錄試劑盒使用說(shuō) 明書(shū)進(jìn)行操作即可; 需要說(shuō)明的是,反轉(zhuǎn)錄過(guò)程中,PCR反應(yīng)時(shí)所采用的引物對(duì)(利用Primer Premier5.0 設(shè)計(jì)獲得)設(shè)計(jì)如下: TFLl CDs-F (5,- ATGGCAAAAATGTCATCGGACC -3,), TFLICDs-R (5'_ CTAGCGCCTTCTAGCAGCAGTC -3'); PCR反應(yīng)擴(kuò)增獲得的cDNA編碼區(qū)序列,對(duì)該P(yáng)CR產(chǎn)物測(cè)序即可獲得Sidtl基因 的cDNA序列;該基因的cDNA序列為53 Ibp,共編碼176個(gè)氨基酸,序列如SEQ ID2所示。
[0048] (3)花序有限基因的SNP引物設(shè)計(jì)與SNP位點(diǎn)驗(yàn)證 進(jìn)行SNP位點(diǎn)驗(yàn)證時(shí),引物設(shè)計(jì)方法參照Wei等(Development of SNP and InDel markers via de novo transcriptome assembly in Sesamum indicum L ,2014,Molecular Breeding)進(jìn)行,另外需要解釋的是,為區(qū)分待檢測(cè)基因組DNA中不同SNP等位位點(diǎn),研究人 員通常需要注意以下2方面的問(wèn)題: 第一,將SNP引物對(duì)設(shè)計(jì)成3條,并需在特異引物的3'末端第3位的堿基引入錯(cuò)配以 增加擴(kuò)增產(chǎn)物的特異性;引入錯(cuò)配的原則為:引物3'端的第3位錯(cuò)配堿基與3'末端的SNP 錯(cuò)配堿基能形成穩(wěn)定性互補(bǔ)的錯(cuò)配結(jié)構(gòu),即強(qiáng)錯(cuò)配型(C / T或G / A)與弱錯(cuò)配型(C / A 或G / T)搭配,中等錯(cuò)配型(A / A、C / C、G / G或T / T)與中等錯(cuò)配型搭配; 第二,在含有SNP位點(diǎn)的2個(gè)正向或反向引物中,將其中1條引物序列的5'端隨機(jī)增 加5個(gè)堿基,其主要目的是為了不同位點(diǎn)的PCR產(chǎn)物在后續(xù)凝膠電泳圖譜區(qū)分能夠較為便 捷地區(qū)分開(kāi)來(lái)。
[0049] 利用Primer premier 5. 0軟件所設(shè)計(jì)的SNP位點(diǎn)的引物對(duì)序列如下: 正向引物 HSDtOl-IF 序列:5' CCTGATGTTCCTGGTCCGAA 3' ; 正向引物 HSDt01-2F 序列;5' CTATTCCTGATGTTCCTGGTCCGAG3' ; 反向引物 HSDtOl-R 序列:5' TAAATCAATCAGGTCTTAAGCAGT 3' ; 需要說(shuō)明的是,當(dāng)正向引物HSDtOl-IF與反向引物HSDtOl-R配對(duì)時(shí),擴(kuò)增產(chǎn)物條帶大 小為92bp (dtl型);當(dāng)正向引物HSDt01-2F與反向引物HSDtOl-R配對(duì)時(shí),擴(kuò)增產(chǎn)物條帶大 小為 97bp (dtO 型)。
[0050] 為確認(rèn)57出7基因即是調(diào)控芝麻花序類型的基因,我們配置了三個(gè)組合?2群體進(jìn) 行了驗(yàn)證。F 2群體具體為:隨機(jī)從豫芝DS899分別與豫芝11號(hào)、JS102和武寧黑構(gòu)建的F 2 群體中挑選50個(gè)株系,同時(shí)田間調(diào)查各株系單株的花序類型。
[0051] 從此50個(gè)株系隨機(jī)選擇50個(gè)單株,采集50個(gè)單株和4個(gè)親本單株的幼嫩葉片, 提取各植株DNA,并以此作為模板,進(jìn)行PCR擴(kuò)增。
[0052] PCR反應(yīng)采用10 PL反應(yīng)體系,設(shè)置如下: 模板 DNA (50ng/^L),I. 〇μL ; 10XPCR Buffer (Mg2+), I. 〇μL ; Taqase 酶(5U/>L),0· 2μL ; dNTP (lOmmol/L),0. 2μL ; Forward Primer I (1〇μΜ) ,0. 5)J-L ; Forward specific Primer 2 (1〇μΜ), 0. 5)J-L ; Reverse Primer (1〇μΜ), I. 0)J-L ; 加入超純水5. 6PL。
[0053] PCR反應(yīng)程序?yàn)椋?4°C預(yù)變性3分鐘,之后94°C變性30秒,55 °C復(fù)性30秒,72 °C延 伸30秒,循環(huán)30次,最后72°C延伸5分鐘,擴(kuò)增產(chǎn)物4°C保存?zhèn)溆谩?br>[0054] 對(duì)PCR產(chǎn)物進(jìn)行非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳分析,凝膠濃度為8~10%,凝膠大小 180mmX120mmX2mm,電泳緩沖液為0· 5XTBE,150V恒壓交流電電泳L 5~2小時(shí)。電泳結(jié)束 后,在凝膠加入濃度為0. 1%的硝酸銀水溶液,置于水平搖床上滲透銀染IOmin ;再加入2% 氫氧化鈉和〇. 4%甲醛混合溶液,置于水平搖床中適度顯色;最后清水漂洗凝膠并記錄讀取 數(shù)據(jù)。
[0055] 部分電泳圖譜如圖8所示。
[0056] 結(jié)果顯示,表現(xiàn)為花序有限的植株,其擴(kuò)增結(jié)果為92bp條帶;花序無(wú)限的親本擴(kuò) 增結(jié)果為97bp條帶;雜合型植株擴(kuò)增出92bp和97bp條帶,性狀表現(xiàn)為無(wú)限型。
[0057] 綜上,我們可以認(rèn)為該57出7基因是引起芝麻花序有限突變發(fā)生的基因,該基因 可用于芝麻等作物花序發(fā)育機(jī)理研究。
[0058] 實(shí)施例3 本實(shí)施例主要進(jìn)行芝麻花序有限基因序列特征分析。
[0059] 為進(jìn)一步確定芝麻花序有限基因5??Λ7的特征,并同時(shí)確定其在芝麻基因組中的 拷貝數(shù),我們開(kāi)展了花序有限基因57出7的Southern雜交印跡驗(yàn)證工作。
[0060] (1)花序有限基因的Southern雜交探針設(shè)計(jì)及制備 利用Primer Premier 5. 0軟件,依據(jù)芝麻品種"豫芝11號(hào)"基因組DNA和5?價(jià)序列, 設(shè)計(jì)引物對(duì),具體如下: Dt-Gs 正向引物:5' - GAGCCCTCTTTCAAAAACACC-3', Dt-Gs 反向引物:5' - AGCAGCAACAGGGAGACCTA -3'); 以芝麻品種"豫芝11號(hào)"基因組DNA為模板,利用上述引物對(duì)Dt-Gs進(jìn)行PCR擴(kuò)增,PCR 產(chǎn)物大小459 bp。
[0061] PCR反應(yīng)中,各成分及反應(yīng)體積如下: 模板 DNA (50ng/^L),2· 〇μL ; 10 X PCR Buffer (Mg2+), 5. 〇μL ; Taqase 酶(5U/>L),0· 5μL ; dNTP (lOmmol/L),L 〇μL ; Dt-Gs 正向引物(1〇μΜ),1·〇μΜ Dt-Gs 反向引物(1〇μΜ),1·〇μΜ 加超純水至總體積5〇μL。
[0062] PCR反應(yīng)程序?yàn)椋?4°C預(yù)變性3分鐘;94°C變性30秒,55 °C復(fù)性30秒,72 °C延伸30 秒,循環(huán)30次;最后72°C延伸5分鐘;4°C保存。
[0063] PCR產(chǎn)物經(jīng)1%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)后測(cè)序確認(rèn)。
[0064] 該 PCR 產(chǎn)物即用作 Southern 雜交探針,利用 DIG-High Prime DNA Labeling & Detection Starter Kit I (Roche試劑公司),進(jìn)行探針標(biāo)記并檢測(cè);具體操作步驟參照 DIG-High Prime DNA Labeling & Detection Starter Kit I 的說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。
[0065] (2)重組標(biāo)準(zhǔn)品質(zhì)粒的構(gòu)建 將步驟(1)中所述探針片段連入pGEM-T Easy載體,構(gòu)建成帶有探針序列的pGEM-T Easy質(zhì)粒,用于Southern雜交陽(yáng)性對(duì)照; 連接、回收、純化等步驟采用連接試劑、回收試劑盒(相關(guān)產(chǎn)品均為Promega公司產(chǎn)品) 完成;采用〇. 8%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)質(zhì)粒連接質(zhì)量; 采用DNA提取試劑盒(TaKaRa公司)提取帶有探針序列的pGEM-T Easy質(zhì)粒,并將其濃 度稀釋為l-5Kg/L,用于下一步Southern雜交;具體步驟參考DNA提取試劑盒使用說(shuō)明。
[0066] (3)花序有限基因的Southern雜交印跡 選取豫芝11號(hào)、豫芝Ds899和5: raiZ/?ω?(野生種)等3個(gè)芝麻品種的幼嫩葉片各200 克,