【摘要】：干旱是導(dǎo)致作物減產(chǎn)的主要原因,從野生近緣屬種質(zhì)資源中發(fā)掘可利用的抗旱基因,研究其與植物抗旱性的關(guān)系,對選育抗旱的小麥品種具有重要意義。作為普通小麥的二倍體祖先種,節(jié)節(jié)麥(Aegilops tauschii,DD)含有豐富的抗生物和非生物脅迫的優(yōu)良基因資源。課題組前期通過苗期抗旱性鑒定和轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn),新疆節(jié)節(jié)麥XJ2和XJ98的二氫黃酮-4-還原酶(dihydroflavonol-4-reductase,DFR)基因的表達(dá)水平存在顯著差異。為揭示DFR基因與植物抗旱性的關(guān)系,本研究對兩份節(jié)節(jié)麥的DFR基因進(jìn)行克隆、功能預(yù)測、體外表達(dá)和熒光定量PCR表達(dá)分析,并對旱脅迫前后XJ2的DFR粗提液的酶促動力學(xué)進(jìn)行分析,以期為抗旱節(jié)節(jié)麥種質(zhì)資源在培育抗旱小麥品種過程中的有效利用奠定基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:(1)苗期旱脅迫前后節(jié)節(jié)麥XJ2和XJ98的DFR基因表達(dá)的實(shí)時熒光定量PCR比較分析表明,與轉(zhuǎn)錄組分析結(jié)果一致,干旱脅迫誘導(dǎo)使XJ2的DFR基因表達(dá)顯著上調(diào),而XJ98的轉(zhuǎn)錄水平?jīng)]有顯著變化。(2)對兩份節(jié)節(jié)麥的DFR基因的克隆序列分析表明,從節(jié)節(jié)麥XJ2和XJ98中克隆的DFR基因均有6個外顯子和5個內(nèi)含子組成,但XJ98的DFR基因外顯子序列中缺失了8個核苷酸而成為假基因。XJ2中克隆的DFR基因可編碼由347個氨基酸殘基組成的多肽,與大麥的DFR基因有最高的相似性(95%)。對其生物信息學(xué)的分析表明,該基因編碼的蛋白可能為疏水性蛋白,二級結(jié)構(gòu)元件主要是α螺旋和無規(guī)卷曲,功能結(jié)構(gòu)域中包括短鏈脫氫/還原酶(SDR)家族位點(diǎn),屬于NADB-Rossmann超家族的新成員。(3)HPLC法檢測干旱脅迫前后XJ2的DFR粗酶液的酶促反應(yīng)結(jié)果表明,干旱脅迫處理使DFR的酶促反應(yīng)有明顯的產(chǎn)物峰出現(xiàn),推測DFR基因在干旱脅迫條件下對植物的抗旱性起到一定的作用。(4)實(shí)驗(yàn)成功構(gòu)建了DFR基因的原核和真核表達(dá)載體,通過SDS-PAGE電泳和免疫印跡分析表明,0.2 mmol/L的IPTG能成功誘導(dǎo)DFR基因的表達(dá),且誘導(dǎo)5 h后蛋白表達(dá)量趨于穩(wěn)定。
【學(xué)位授予單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：Q943.2

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本文編號：2552820