[发明专利]检测非洲菊花序发育基因表达的基因芯片及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及基因芯片技术，特别涉及一种检测非洲菊花序发育基因表达的基因芯片。

背景技术

基因芯片技术目前已经开始应用于基因组功能研究、疾病诊断、发现新基因、DNA测序、药物筛选、农业食品卫生和环境监测等领域。

基因芯片分为cDNA芯片和寡核苷酸芯片，它们的作用机制是一样的，都是与标记的靶序列杂交，通过检测标记物激发的荧光来分析结果。相对于cDNA，寡核苷酸芯片具有更好的特异性、灵敏性和稳定性。因此，利用寡核苷酸芯片来研究基因的表达和功能会提供更为可靠的结果。

应用基因芯片技术研究植物发育过程中的基因表达，进而了解特定基因在植物发育阶段所起的作用具有巨大的优越性。将大量的某物种的基因排列在一个芯片上，提取不同个体、器官、组织，或者不同发育阶段、不同分化阶段、不同细胞周期，或者不同生长条件、诱导条件下的mRNA，再反转录成标记的cDNA与芯片杂交，从而可以一次性获取大量的信息，更好地了解不同基因在不同条件下表达的差异，从而更全面快速地了解基因的功能作用，也有助于分析各基因间的相互作用(Xiang C C，Chen Y.Micriarray techonology and itsapplication[J].Biotechnology Advances，2000，18(1)35-46)。

植物花的发育是植物发育中最引人注目的阶段，1990年Yanofsky等成功地分离花器官发育控制基因AGAMOUS(Yanofsky M F，Ma H，Bowman J L，et al.The protein encoded bythe Arabidopsis homeotic gene AGSMOUS resembles transcriptionfactors[J].Nature，1990，346：35-39)，从此植物发育生物学的研究取得了突破性的进展，花发育的分子生物学研究迅速成为植物发育生物学研究的新热点。开花是有花植物最主要的发育特点，这一过程由环境信号和内源信号共同决定。花发育分子遗传学的研究表明，植物花发育具有遗传保守性。植物花的发育可以分为四个阶段：花序的发育、花芽的发育、花器官的发育和花型的发育。花序的发育是花发育的第一步，标志着植物个体从营养生长向生殖生长的转变。花序的发育一般需要有一定的外界因子诱导。对于正常植物而言，经过一定的营养生长以后，营养型的顶端分生组织便处于“感受态”，进入开花诱导期。此时，植物能感受一定的外界环境因子，如光照长短、光质、温度、土壤水分等等。在一定的诱导条件下，营养型顶端分生组织属性发生渐变。到诱导结束，营养型分生组织发生不可逆转的变化，成为花序型分生组织。

在植物生殖生长启动阶段，茎端分生组织在形态上没有变化，但在生理生化和基因表达等方面却发生了明显的变化(雍伟东，种康，许智宏等.高等植物开花时间决定的基因调控研究[J].科学通报，2000，45：455-466)。不同植物在进化过程中演化出不同的生殖策略：一些植物的开花时间主要受光照、温度、水分、营养条件等环境因子的影响，以使植物能在最适条件下开花结果；另一些植物则对环境变化不敏感，由营养生长的积累量等内部信号引起开花。因此研究植物不同条件下的营养生长对开花的影响具有重要意义。

非洲菊(Gerbera jamesonii Bolu)又名扶郎花、太阳花，属菊科扶郎花属，多年生宿根草本观赏植物。非洲菊原产南非，因其花朵硕大、花枝清秀挺拔、花色丰富艳丽、产花量高，既可作盆栽又可作切花，切花瓶插期长，具有较高的观赏价值；在温暖条件下能周年开花，栽培管理省工，是目前国际市场畅销名花之一。

非洲菊花序是非洲菊的重要器官，研究其发育的分子机理是改良花色和花形的重要途径。近年来，植物花器官发育的分子机理研究取得了长足的进展。有关花发育中调控各类花器官形成的器官特征基因的克隆及其功能分析，是近年植物发育分子生物学研究中的重要突破之一(Coen E S，Meyerowitz E M.The war of the whorls：Genetic interactions controllingflower development[J].Nature，1998，63：1311-1322)。这些基因是由于对拟南芥和金鱼草获得各类花器官的同源异型突变体的研究而发现的(林忠平等.走向21世纪的植物分子生物学[M].科学出版社)。