【摘要】：隨著全球氣候的改變,干旱和鹽脅迫成為當前作物亟待解決的問題。轉(zhuǎn)錄因子作為植物信號傳遞的主要調(diào)節(jié)因子(如WRKY和MYB),在調(diào)節(jié)植物響應生物和非生物逆境方面發(fā)揮著關鍵的作用,如干旱,鹽和滲透壓脅迫。在棉花和擬南芥中,GhWRKY6-like和GhMYB108-like基因參與抵御干旱和鹽脅迫。GhWRKY6-like包含5個外顯子和4個內(nèi)含子,1653堿基的開放閱讀框編碼550個氨基酸的蛋白,該蛋白的等電點(p I)和分子量(Mw)分別為6.95和59.6 kDa。然而,僅具有一個外顯子的GhMYB108-like基因的開放閱讀框包含807個堿基,編碼268個氨基酸組成的蛋白,該蛋白的等電點(p I)和分子量(Mw)分別為5.51和30.3 kDa。GhWRKY6-like和GhMYB108-like都為核定位蛋白。GhWRKY6-like顯著性受鹽脅迫,聚乙二醇(PEG)和ABA誘導表達,GhMYB108-like顯著性受PEG和鹽脅迫誘導表達。為了進一步研究GhWRKY6-like和GhMYB108-like基因的功能,兩個基因分別構建的超表達載體轉(zhuǎn)化受體擬南芥,同時GhMYB108-like的超表達載體也進行了棉花(Gossypium hirsutum cv.Jin668)的轉(zhuǎn)化。除此之外,通過病毒誘導基因沉默技術(VIGS)分別對GhWRKY6-like和GhMYB108-like進行沉默。我們的研究結果表明,與野生型材料(WT)比較,超表達GhWRKY6-like的轉(zhuǎn)基因材料顯著性改善在鹽脅迫,甘露醇脅迫和ABA處理下種子萌發(fā)率和根長。此外,在土壤種植條件下,超表達株系較野生型材料明顯提高抗鹽性。超表達材料在鹽脅迫處理下積累較少的H2O2和丙二醛(MDA)含量,然而,超表達材料具有更高的脯氨酸含量和超氧化物歧化酶(SOD)及過氧化物酶(POD)活性。與之相反的是,通過VIGS沉默GhWRKY6-like材料于野生型相比較表現(xiàn)出對鹽和干旱脅迫更高的敏感性。此外,一些逆境相關基因在GhWRKY6-like超表達擬南芥中具有更高的表達量,這些基因參與ABA信號(At ABF4,At ABI5,At MYC2)和滲透脅迫(At SOS2,At RD29a,At RD29b)。另一方面,在甘露醇和鹽脅迫處理下,超表達GhMYB108-like轉(zhuǎn)基因材料根系生長較野生型材料表現(xiàn)出更加明顯的抑制。此外,超表達該基因材料表現(xiàn)出對干旱和鹽脅迫更加敏感。超表達材料與野生型材料相比較在逆境處理下積累較多的H2O2和丙二醛(MDA)含量,較低的脯氨酸含量和超氧化物歧化酶(SOD)及過氧化物酶(POD)活性。在鹽和干旱脅迫下,與野生型材料相比,一些鹽和干旱脅迫誘導表達的標記基因(GhNHX1,GhRD26,GhSOS3,GhMYB5 and GhWRKY34)的表達量在超表達GhMYB108-like轉(zhuǎn)基因材料中顯著被抑制。我們的結果揭示了超表達GhWRKY6-like通過激活活性氧(ROS)清除能力和調(diào)控ABA信號傳導從而增強擬南芥對鹽脅迫的抗性。然而,超表達GhMYB108-like轉(zhuǎn)基因材料通過調(diào)節(jié)ROS含量從而增強對干旱和鹽的敏感性�？傊�,我們的研究揭示了GhWRKY6-like在植物響應鹽脅迫方面扮演著正向的調(diào)控作用,然而,GhMYB108-like在植物響應鹽和干旱脅迫方面扮演著負向的調(diào)控作用。
【學位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S562

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本文編號：2639190