【摘要】：木薯(Manihot esculenta Crantz)是一種重要的熱帶塊根類作物,具有高光合效率、抗旱、耐貧瘠等特點(diǎn),是熱帶及亞熱帶干旱貧瘠地區(qū)主要的糧食作物。氣孔是調(diào)節(jié)植物與外界進(jìn)行氣體和水分交換的重要結(jié)構(gòu),是影響植物耐旱性的主要因素之一。為了研究氣孔密度及氣孔調(diào)節(jié)與木薯抗旱性的關(guān)系。我們?cè)诟珊得{迫條件下對(duì)92個(gè)木薯栽培品種的氣孔密度進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析,隨后選擇了 6個(gè)具有典型氣孔密度的栽培品種做進(jìn)一步的生理生化指標(biāo)的測(cè)定,以期探索木薯光合效率、耐旱性與其氣孔密度的相關(guān)性。同時(shí),我們發(fā)現(xiàn)MeMYB2-RNAi轉(zhuǎn)基因木薯的氣孔密度明顯比非轉(zhuǎn)基因植株大,其光合速率也明顯高于非轉(zhuǎn)基因植株、但耐旱性也明顯提高。在多個(gè)栽培品種以及MeMYB2-RNAi轉(zhuǎn)基因木薯中的研究結(jié)果表明木薯氣孔密度與抗旱性沒(méi)有相關(guān)性。我們推測(cè)木薯在遭受干旱脅迫時(shí)很可能是通過(guò)快速關(guān)閉氣孔的方式來(lái)減少自身水分的流失,以此避過(guò)干旱期。這種高氣孔密度、快速關(guān)閉氣孔的調(diào)控機(jī)制既能滿足木薯作為熱帶作物高光效的需求,又能保證其耐旱性。植物在受到干旱脅迫時(shí)會(huì)產(chǎn)生激素脫落酸(ABA),并以此促使活性氧(ROS)的產(chǎn)生,從而關(guān)閉氣孔,以降低葉片水分的蒸發(fā),保護(hù)植物渡過(guò)干旱期。但這一過(guò)程中產(chǎn)生的大量ROS會(huì)破壞細(xì)胞內(nèi)的氧化還原平衡,對(duì)植物體造成傷害。谷胱甘肽/谷氧還蛋白系統(tǒng)是植物體內(nèi)一類重要的蛋白氧化還原系統(tǒng),通過(guò)調(diào)控蛋白的氧化還原狀態(tài)參與到植物的ROS信號(hào)傳遞途徑中。CC類谷氧還蛋白(CC-type Glutaredoxins)是高等植物中所特有的一類谷氧還蛋白,能在植物遭受氧化脅迫時(shí)有效保護(hù)植物細(xì)胞免受氧化性損傷。本研究對(duì)木薯中多個(gè)CC-type GRX基因進(jìn)行差異表達(dá)分析,發(fā)現(xiàn)木薯中有多個(gè)CC-type GRX基因在葉片中的表達(dá)受干旱脅迫的誘導(dǎo)。本課題組已針對(duì)木薯CC-type GRX參與ABA對(duì)氣孔的調(diào)節(jié)過(guò)程做了相關(guān)研究,發(fā)現(xiàn)在過(guò)表達(dá)MeGRX232的轉(zhuǎn)基因擬南芥中,ABA誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉的能力明顯削弱,轉(zhuǎn)基因擬南芥對(duì)干旱脅迫的耐受性降低。CC類谷氧還蛋白可以與TGA類轉(zhuǎn)錄因子互作,從而調(diào)控下游一系列基因的表達(dá)。為了進(jìn)一步探究木薯中CC-type GRX的互作蛋白,我們通過(guò)酵母雙雜實(shí)驗(yàn)篩選可以與木薯CC類谷氧還蛋白MeGRX058、MeGRX785互作的TGA因子,結(jié)果發(fā)現(xiàn)MeGRX058和MeTGA304能夠相互作用。為進(jìn)一步驗(yàn)證其與TGA轉(zhuǎn)錄因子的相互作用,我們選擇了其中的MeGRX058兄和MeGRX785這兩個(gè)基因作進(jìn)一步體外蛋白表達(dá)分析,以期為木薯GRX后續(xù)功能的研究奠定基礎(chǔ)。我們利用不同的標(biāo)簽蛋白分別對(duì)MeGRX058和MeGRX785進(jìn)行標(biāo)記,并分別在酵母和轉(zhuǎn)基因植物中表達(dá)上述的兩個(gè)重組蛋白,并試圖通過(guò)標(biāo)簽蛋白來(lái)純化重組蛋白。Western blot的結(jié)果表明兩個(gè)重組蛋白均可在酵母和轉(zhuǎn)基因植物中表達(dá),但其表達(dá)產(chǎn)物被大量降解,我們推測(cè)MeGRX058和MeGRX785蛋白在體內(nèi)存在泛素化降解。
[Abstract]:Cassava (Manihot esculenta Crantz) is an important tropical root crop with the characteristics of high light efficiency drought resistance and poor tolerance. It is the main food crop in arid and arid areas of the tropics and subtropics. Stomata are important structures regulating the exchange of gas and water between plants and the outside world, and they are one of the main factors affecting plant drought tolerance. In order to study the relationship between stomatal density, stomatal regulation and cassava drought resistance. The stomatal density of 92 cassava cultivars was statistically analyzed under drought stress, and 6 cultivars with typical stomatal density were selected for further determination of physiological and biochemical indexes. In order to explore the correlation between photosynthetic efficiency, drought tolerance and stomatal density of cassava. At the same time, we found that the stomatal density of MeMYB2-RNAi transgenic cassava was significantly higher than that of non-transgenic plants, and its photosynthetic rate was significantly higher than that of non-transgenic plants. The results in several cultivars and MeMYB2-RNAi transgenic cassava showed that there was no correlation between stomatal density and drought resistance of cassava. We speculate that cassava may reduce its water loss by closing the stomata quickly in order to avoid drought. The regulation mechanism of high stomatal density and rapid stomatal closure can not only meet the needs of cassava as a tropical crop with high light efficiency, but also ensure its drought tolerance. Plant plants under drought stress will produce hormone abscisic acid (ABA), and thus promote the production of reactive oxygen (ROS), thus closing stomata, in order to reduce leaf water evaporation, protect plants through the drought period. However, a large amount of ROS produced in this process can destroy the redox balance in cells and cause damage to plant. Glutathione / glutathione system is an important protein redox system in plants. By regulating the redox state of proteins, the glutendoxin (CC-type Glutaredoxins) is a unique class of glutenin in higher plants, which is involved in the ROS signal transduction pathway of plants. It can effectively protect plant cells from oxidative damage under oxidative stress. In this study, the differential expression of multiple CC-type GRX genes in cassava was analyzed. It was found that the expression of multiple CC-type GRX genes in cassava leaves was induced by drought stress. Our team has done some research on cassava CC-type GRX involved in the regulation of stomata by ABA. It was found that the ability of CC-type GRX to induce stomatal closure was significantly weakened in transgenic Arabidopsis thaliana with overexpression of MeGRX232. The reduced tolerance of transgenic Arabidopsis thaliana to drought stress. CC glutendoxin can interact with TGA transcription factors to regulate the expression of a series of genes downstream. In order to further explore the interaction protein of CC-type GRX in cassava, we screened out the TGA factor which could interact with CC glutenin (MeGRX058) and MeGRX785 in cassava by yeast double cross experiment. The results showed that MeGRX058 and MeTGA304 could interact with each other. In order to further verify its interaction with TGA transcription factors, we selected two genes, brother MeGRX058 and MeGRX785, for further protein expression analysis in vitro, in order to lay a foundation for the further study of GRX function in cassava. We use different label proteins to label MeGRX058 and MeGRX785, and express these two recombinant proteins in yeast and transgenic plants, respectively. The results showed that the two recombinant proteins could be expressed in yeast and transgenic plants, but the expressed products were degraded in large quantities. We speculated that the MeGRX058 and MeGRX785 proteins were degraded by ubiquitin in vivo.
【學(xué)位授予單位】：海南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S533

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 肖文淵,陶正綱;飼用木薯干的質(zhì)量控制[J];飼料與畜牧;2005年04期

2 羅挺生;何普松;;木薯拭種成功的幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)[J];浙江農(nóng)業(yè)科學(xué);1961年03期

3 R.Charez;林野;;離體栽培以保存木薯屬野生種的潛力[J];熱帶作物譯叢;1989年06期

4 楊美瓊 ,李明麗;木薯栽培技術(shù)[J];云南農(nóng)業(yè);2002年10期

5 曾霞,莊南生;木薯分子標(biāo)記研究進(jìn)展[J];華南熱帶農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2003年01期

6 楊雙權(quán),劉中邦,劉春才,秦興海;木薯高產(chǎn)實(shí)用栽培技術(shù)[J];云南農(nóng)業(yè)科技;2004年06期

7 姚慶榮;郭運(yùn)玲;郭安平;郭建春;李開(kāi)綿;賀立卡;;木薯基因工程育種研究現(xiàn)狀與展望[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2007年06期

8 付瑜華;李杰;王海燕;楊子賢;王文泉;;木薯商業(yè)品種的指紋圖譜構(gòu)建[J];植物遺傳資源學(xué)報(bào);2007年01期

9 張振文;李開(kāi)綿;葉劍秋;許瑞麗;;木薯光合作用特性研究[J];云南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年06期

10 班美玲;周生茂;韋本輝;林衛(wèi)東;李寶會(huì);;廣西能源木薯可持續(xù)發(fā)展的優(yōu)勢(shì)、問(wèn)題和對(duì)策[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2007年33期

相關(guān)會(huì)議論文 前3條

1 林洪鑫;袁展汽;劉仁根;肖運(yùn)萍;汪瑞清;;灰色系統(tǒng)理論在江西木薯引種評(píng)價(jià)上的應(yīng)用[A];2012年中國(guó)作物學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2012年

2 蔣匯川;韋鵬練;李寧;羅建舉;;木薯粗根纖維形態(tài)、組織比量及化學(xué)成分的研究[A];第二屆中國(guó)林業(yè)學(xué)術(shù)大會(huì)——S11 木材及生物質(zhì)資源高效增值利用與木材安全論文集[C];2009年

3 周鳳玨;許鴻源;白坤棟;施力軍;;PP333對(duì)木薯生長(zhǎng)、光合和蒸騰的影響[A];2003年廣西植物生理學(xué)年會(huì)論文匯編[C];2003年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 宋曉珍邋彭建軍;“汽車燃料”田里種 萬(wàn)坪農(nóng)民忙增收[N];團(tuán)結(jié)報(bào);2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 姚遠(yuǎn);木薯轉(zhuǎn)化酶基因家族克隆、結(jié)構(gòu)進(jìn)化及表達(dá)分析[D];海南大學(xué);2013年

2 徐兵強(qiáng);不同光照條件下木薯葉綠體蛋白質(zhì)組學(xué)研究[D];海南大學(xué);2014年

3 張楊;木薯光合生理、結(jié)構(gòu)及相關(guān)基因表達(dá)特征的初步研究[D];海南大學(xué);2012年

4 左應(yīng)梅;木薯光合特性的生理生態(tài)研究[D];海南大學(xué);2010年

5 周芳;干旱與低溫脅迫下木薯基因表達(dá)譜分析及鑒定[D];海南大學(xué);2013年

6 韋茂貴;木薯莖稈作為生物質(zhì)能原料的化學(xué)特性研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

7 賴杭桂;木薯2n配子途徑誘導(dǎo)多倍體的研究[D];海南大學(xué);2014年

8 趙超;抗旱脅迫下木薯莖桿中糖類物質(zhì)的代謝變化[D];海南大學(xué);2013年

9 潘坤;同化物在木薯塊根韌皮部卸載的細(xì)胞學(xué)路徑[D];海南大學(xué);2012年

10 閔義;木薯塊根淀粉形態(tài)發(fā)生與積累的酶活性動(dòng)態(tài)初步研究[D];海南大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 莫桂楷;南寧市木薯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展問(wèn)題研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2008年

2 尹秀華;木薯生長(zhǎng)特性及貯藏對(duì)其品質(zhì)影響的研究[D];廣西大學(xué);2011年

3 裴金利;木薯MePho和MeSBE基因家族及其在多種環(huán)境下表達(dá)模式分析[D];海南大學(xué);2015年

4 呂瑞杰;中國(guó)、泰國(guó)、越南、印尼四國(guó)木薯貿(mào)易競(jìng)爭(zhēng)力及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展實(shí)證研究[D];暨南大學(xué);2016年

5 周慧文;木薯四倍體離體誘導(dǎo)與誘變材料評(píng)價(jià)研究[D];廣西大學(xué);2016年

6 鄧德力;木薯抗旱相關(guān)MemiR-162a及其靶基因的分析[D];海南大學(xué);2015年

7 范潔;木薯肌醇半乳糖苷合成酶基因MeGolS5的抗旱功能研究[D];海南大學(xué);2015年

8 陳實(shí);基于ANSYS的木薯莖稈有限元建模及其靜力學(xué)仿真分析[D];海南大學(xué);2015年

9 劉暢;基于iTRAQ技術(shù)的木薯野生種和栽培種塊根蛋白質(zhì)組學(xué)研究[D];黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué);2017年

10 吳炫柯;不同木薯品種生長(zhǎng)發(fā)育及一些光合衰老生理特性的研究[D];廣西大學(xué);2005年

，

本文編號(hào)：2176731