【摘要】：棉酚與其它保護(hù)萜類都是次生代謝物,在植物對害蟲的自我保護(hù)系統(tǒng)中增加植物的抵抗能力。(+)-δ-杜松烯合酶基因與棉酚合成過程有密切的關(guān)系。本課題分別構(gòu)建(+)-δ-杜松烯合酶基因的兩個(gè)亞組CAD1-c、CAD1-a目標(biāo)序列的干涉載體并進(jìn)行了遺傳轉(zhuǎn)化。其中,CAD1-a也構(gòu)建了含有種子特異啟動(dòng)子的干涉載體,以期望得到種子中沒有棉酚,而植株中含有棉酚的棉花材料。隨后,用qRT-PCR技術(shù)驗(yàn)證轉(zhuǎn)基因材料中目標(biāo)基因和棉酚合成相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄水平。獲得以下實(shí)驗(yàn)結(jié)果:(1)通過RT-PCR分析杜松烯合酶基因與棉酚合成相關(guān)基因的表達(dá)模式得出,FPS、P450、dHG-6-OMT在根和子葉中高度表達(dá);CAD1-c在棉花莖、葉、萼片和果皮中有所表達(dá);CAD1-a在這些組織中均未表達(dá)。(2)分析轉(zhuǎn)基因棉花材料CAD基因表達(dá)水平發(fā)現(xiàn),當(dāng)干涉掉CAD1-c基因后,CAD1-a基因上調(diào)表達(dá);干涉掉CAD1-a基因,CAD1-c基因上調(diào)表達(dá),說明基因CAD1-a和基因CAD1-c在功能上可能有一定的互補(bǔ)作用。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)把CAD1-a基因干涉很徹底時(shí),CAD1-c基因的表達(dá)量也會(huì)很低,說明CAD1-a基因在一定程度上可以調(diào)控CAD1-c基因的表達(dá)。(3)CAD1-c基因參與的信號傳導(dǎo)機(jī)制可能屬于PTI途徑,而CAD1-a基因參與的信號傳導(dǎo)機(jī)制可能屬于ETI途徑。JA可能通過抑制WRKY1轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)來調(diào)控CAD1-a基因的表達(dá)。CAD1-c基因可能影響植物激素信號ABA的傳導(dǎo)路徑,并參與了植物激素信號傳導(dǎo)和抗病原菌等過程。(4)分析轉(zhuǎn)基因材料的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),編號為A-2(CAD1-a)的株系有122個(gè)基因上調(diào)表達(dá),58個(gè)基因下調(diào)表達(dá);C-15(CAD1-c)的株系有421個(gè)基因上調(diào)表達(dá),115個(gè)基因下調(diào)表達(dá)。其中453個(gè)基因在CAD1-c中發(fā)生變化,97個(gè)在CAD1-a中發(fā)生變化,有83個(gè)基因在兩個(gè)材料中都發(fā)生變化。(5)通過對轉(zhuǎn)基因材料的棉酚測定發(fā)現(xiàn),CAD1-a和CAD1-c基因的干涉系棉酚都有所降低,CAD1-a的效果更好。種子特異啟動(dòng)子轉(zhuǎn)基因后代棉籽中棉酚的含量顯著降低,如果棉籽直接用于養(yǎng)殖業(yè)和食品加工行業(yè)等領(lǐng)域,可以帶來巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
[Abstract]:Gossypol and other protective terpenoids are secondary metabolites, increasing the resistance of plants to the self protection system of pests. (+) - Delta Du synthase gene is closely related to the synthesis process of gossypol. Two subgroups of (+) - Delta - Du - Du synthase gene, CAD1-c, interference carrier of CAD1-a target sequence, are constructed. Genetic transformation was performed. Among them, CAD1-a also constructed an interference carrier containing seed specific promoters to expect to get no gossypol in the seed and cotton with cotton in the plant. Then, qRT-PCR technique was used to verify the transcriptional level of the target gene and the gossypol synthesis related basis in the transgenic materials. The following experimental results were obtained: (1) RT-PCR analysis of the expression patterns of the genes associated with duropase and gossypol synthesis showed that FPS, P450, dHG-6-OMT were highly expressed in the roots and cotyledon, and CAD1-c was expressed in the stems, leaves, sepals and pericarp of cotton, and CAD1-a was not expressed in these tissues. (2) the expression level of CAD gene in transgenic cotton material was found to be detected when interfering with CAD1 After the -c gene, the CAD1-a gene is up-regulated, interfering with the CAD1-a gene and the CAD1-c gene up-regulated, indicating that the gene CAD1-a and the gene CAD1-c may have some complementary functions. At the same time, when the interference of the CAD1-a gene is very thorough, the expression of the CAD1-c gene is also very low, indicating that the CAD1-a gene can regulate CAD1- to a certain extent. The expression of C gene. (3) the signal transduction mechanism of CAD1-c gene involvement may belong to the PTI pathway, and the signal transduction mechanism of the CAD1-a gene may belong to the ETI pathway.JA may regulate the expression of the CAD1-a gene by inhibiting the expression of the WRKY1 transcription factor, and the.CAD1-c gene may affect the conduction path of the plant hormone signal ABA and participate in the transplantation. (4) analysis of the transcriptional data of the transgenic materials found that there were 122 up-regulated and 58 down-regulated genes of A-2 (CAD1-a), and 421 C-15 (CAD1-c) genes were up-regulated and 115 genes were down regulated. 453 genes were changed in CAD1-c and 97. Change in CAD1-a, 83 genes were changed in two materials. (5) through the determination of gossypol in transgenic materials, it was found that gossypol in CAD1-a and CAD1-c genes decreased, and the effect of CAD1-a was better. The content of gossypol in seed specific promoter was significantly reduced, if cotton seeds were used directly for breeding. The fields of colonization and food processing can bring huge economic value.
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S562

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6 孟e

本文編號：2153486