【摘要】：作為生物體內(nèi)重要的水解酶類,磷脂酶C(phospholipase C,PLC)在動(dòng)、植物的代謝活動(dòng)以及細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中有著不可替代的重要作用,根據(jù)其水解底物的不同可將其分為三大類:非特異性磷脂酶C(non-specific PLC,NPC)、磷脂酰肌醇特異性磷脂酶C(phosphoinositide-specific PLC,PI-PLC)、和糖基磷脂酰肌醇特異性磷脂酶C(glycosylphosphatidylinositolPLC,GPI-PLC)。植物中的PLC沒有PH結(jié)構(gòu)域,這一點(diǎn)與動(dòng)物中的PLC-ζ1-5類似,而且,科學(xué)家也并沒未在植物中找到DAG的相應(yīng)受體,反而發(fā)現(xiàn)IP_3快速被磷酸化后的產(chǎn)物IP_6的含量有所增加,進(jìn)而有科學(xué)家推斷,IP_6和PA是在植物中新興的第二信使。本研究的GmPLC10屬于PI-PLC,近些年來有關(guān)PLC的研究大部分集中在植株的生長發(fā)育以及對生物和非生物脅迫抗性的研究。尤其是近三年,有關(guān)植物PLC的耐旱功能和機(jī)制越來越被重視。本研究的目的是證明該基因是否在植物抗干旱過程中起到關(guān)鍵的調(diào)控作用。基于實(shí)驗(yàn)室的前期基礎(chǔ),利用含有GmPLC10基因的農(nóng)桿菌進(jìn)行大豆子葉節(jié)遺傳轉(zhuǎn)化,與此同時(shí),利用成功獲得的轉(zhuǎn)GmPLC10基因的擬南芥T_3代植株進(jìn)行相應(yīng)的表型鑒定以及生理指標(biāo)的檢測。運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的手段,對GmPLC10基因的耐旱能力進(jìn)行研究,得到以下結(jié)論:1.本研究利用300 mM甘露醇模擬干旱脅迫,對野生型擬南芥和轉(zhuǎn)GmPLC10基因的擬南芥的萌發(fā)率和主根長進(jìn)行對比,發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因擬南芥萌發(fā)率和主根長度均比野生型的高;2.在土壤中正常培養(yǎng)一周左右,選取長勢一致的植株,進(jìn)行干旱處理10天后,觀察表型以及對兩種擬南芥的生理指標(biāo)進(jìn)行測定,結(jié)果表明,與野生型擬南芥相比,轉(zhuǎn)基因擬南芥中的丙二醛含量降低,脯氨酸積累量增加,鮮重略有增加,干重和含水量有明顯提高,Na~+含量略有降低,K~+含量有所升高,Na~+/K~+降低;綜上,可初步說明GmPLC10基因在植物抵御干旱過程中起到關(guān)鍵作用。3.本研究進(jìn)行了葉片氣孔實(shí)驗(yàn),在干旱處理后,對比野生型和轉(zhuǎn)基因擬南芥的氣孔面積進(jìn)行計(jì)算,統(tǒng)計(jì)氣孔開閉程度,轉(zhuǎn)基因擬南芥氣孔開度比野生型擬南芥氣孔開度大、外源添加PA的野生型擬南芥氣孔開度與轉(zhuǎn)基因擬南芥氣孔開度基本一致、野生型擬南芥氣孔開度與外源添加抑制劑U73122的轉(zhuǎn)基因擬南芥氣孔開度基本一致�？梢赃M(jìn)一步證明,GmPLC10基因在植物抵御干旱過程中起到關(guān)鍵作用。4.本研究對轉(zhuǎn)基因擬南芥T_3代株系進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組分析,得到了833個(gè)差異基因,其中281個(gè)上調(diào),452個(gè)下調(diào),通過KEGG注釋富集分析和GO分析,找出了4個(gè)與干旱相關(guān)的基因,但有三個(gè)并未富集到任何通路中,需要進(jìn)一步研究。5.利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的大豆遺傳轉(zhuǎn)化,共得到94株T_0代具有抗性的大豆植株,其中有12株經(jīng)過PCR檢測為陽性植株。目前已獲得3株T_1代陽性植株。
【圖文】：

圖 1.1 磷脂酶 C 的六大家族及其結(jié)構(gòu)[67]Fig.1.1 The six major families of phospholipase C and their structures[67] PLC-ζ1-5 比較特殊，其結(jié)構(gòu)并不含有 Pleckstrin 同源性（P與植物中的 PI-PLC 類似。植物 PI-PLC 均由 EF-hand 手型

圖 1.2 磷脂酶 C 水解磷脂酰肌醇生成甘油二酯和三磷酸肌醇的信號(hào)通路[67]Fig.1.2 Phospholipase C hydrolyzes phosphatidylinositol to diacylglycerol and inositoltriphosphate signaling pathways[67] 1.2 為磷脂酶 C 水解磷脂酰肌醇生成甘油二酯和三磷酸肌醇的信號(hào)通路，有許多證據(jù)能夠證明植物中 PLC 的激活與 G 蛋白偶聯(lián)受體有關(guān)，，但
【學(xué)位授予單位】：吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S565.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2597268