本文關(guān)鍵詞：普通菜豆14-3-3蛋白基因家族的鑒定及在干旱脅迫中的功能分析

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【摘要】：普通菜豆是一種重要的蔬菜作物,味道鮮美,營養(yǎng)豐富,在世界各地均有栽培。然而菜豆在生長和發(fā)育階段會受到各種各樣環(huán)境因素的影響,如:干旱、低溫和土壤鹽漬化及病害等,這給菜豆的生產(chǎn)造成了巨大損失。在普通菜豆的生產(chǎn)實(shí)踐中,干旱是主要的限制因素之一,挖掘關(guān)鍵的干旱調(diào)控因子對于提高普通菜豆的抗旱性具有重要意義。14-3-3蛋白是植物響應(yīng)脅迫的重要調(diào)控因子,然而目前在普通菜豆中未見它們調(diào)控干旱脅迫應(yīng)答的報(bào)道。本研究在實(shí)驗(yàn)室前期克隆工作的基礎(chǔ)上,對普通菜豆中的9個14-3-3蛋白基因進(jìn)行了鑒定,分析了這些14-3-3蛋白基因組織表達(dá)特異性、干旱脅迫表達(dá)模式,進(jìn)一步對干旱脅迫下表達(dá)模式變化較大的PvGF14a基因進(jìn)行了啟動子的克隆與分析,并對PvGF14a轉(zhuǎn)基因植株的抗旱性進(jìn)行了初步分析,主要研究結(jié)果如下:1.實(shí)驗(yàn)室前期通過普通菜豆基因組數(shù)據(jù)庫的查詢,發(fā)現(xiàn)了9個普通菜豆14-3-3蛋白基因,并對其中8個進(jìn)行了克隆。在本研究中我們通過生物信息學(xué)的方法分析了它們的蛋白特性、亞細(xì)胞定位、基因結(jié)構(gòu)以及與其它植物14-3-3蛋白的同源性和進(jìn)化關(guān)系,發(fā)現(xiàn)它們與大豆中的同源性最高,并且根據(jù)大豆中14-3-3蛋白的命名方法將這9個基因命名為:PvGF14a,PvGF14b,PvGF14c,PvGF14d,PvGF14e,PvGF14g,PvGF14h,PvGF14n,PvGF14q;其亞細(xì)胞定位在細(xì)胞質(zhì)、過氧化物酶體、葉綠體、線粒體中;通過分析普通菜豆中14-3-3蛋白基因結(jié)構(gòu)特征發(fā)現(xiàn)被劃分在同一組的14-3-3蛋白的外顯子和內(nèi)含子大小相似。2.根據(jù)從phytozome網(wǎng)站上下載的普通菜豆14-3-3蛋白基因表達(dá)數(shù)據(jù),并構(gòu)建熱圖分析,我們發(fā)現(xiàn)14-3-3蛋白基因在普通菜豆中的表達(dá)具有組織特異性,其中PvGF14a在菜豆各組織中表達(dá)量最高。實(shí)時定量PCR結(jié)果表明普通菜豆14-3-3蛋白基因響應(yīng)干旱脅迫的表達(dá)模式不同,其中PvGF14n、PvGF14c、PvGF14a基因的表達(dá)水平呈現(xiàn)上升趨勢;PvGF14e、PvGF14g、PvGF14h基因的表達(dá)水平呈現(xiàn)下降趨勢;PvGF14d和PvGF14b表達(dá)水平變化不明顯;其中PvGF14a在干旱脅迫下表達(dá)模式變化最大。3.克隆了PvGF14a啟動子區(qū)域1394bp,并構(gòu)建到GUS報(bào)告基因載體中,發(fā)現(xiàn)GUS報(bào)告基因在擬南芥幼苗、莖、花等各個器官中均有高表達(dá)。4.我們通過擬南芥和番茄轉(zhuǎn)化獲得了PvGF14a異源表達(dá)的轉(zhuǎn)基因植株,甘露醇模擬干旱脅迫和土壤干旱脅迫后發(fā)現(xiàn)PvGF14a轉(zhuǎn)基因植株干旱抗性降低,表明PvGF14a可能在干旱脅迫中起負(fù)向調(diào)控作用。這些研究結(jié)果為進(jìn)一步利用分子遺傳學(xué)等手段改良菜豆品種奠定了基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S643.1

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本文編號：1199861