【摘要】：苧麻是中國重要的天然纖維作物之一。為避免與糧食作物爭地,苧麻的種植區(qū)域逐漸向條件相對惡劣的山坡地轉(zhuǎn)移。為保障苧麻的纖維產(chǎn)量和品質(zhì),進(jìn)行苧麻抗逆研究十分重要,尤其是抗旱研究。苧麻抗逆相關(guān)基因的鑒定、克隆、功能解析及利用等研究,可為苧麻抗逆育種研究提供寶貴的基因資源,為苧麻抗逆分子機(jī)制研究奠定基礎(chǔ)。轉(zhuǎn)錄因子是調(diào)控植物應(yīng)激反應(yīng)過程的重要參與者,在抗逆研究中有非常廣泛的應(yīng)用。脫水應(yīng)答元件結(jié)合因子DREB基因是AP2/EREBP基因家族的5個亞家族之一,在植物響應(yīng)多種非生物脅迫過程中發(fā)揮重要的調(diào)控作用,但其在苧麻抗逆相關(guān)基因的研究中還未見報(bào)道。本研究以苧麻優(yōu)質(zhì)品種“華苧5號”為試驗(yàn)材料,從實(shí)驗(yàn)室建立的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫中獲取苧麻DREB基因序列,運(yùn)用生物信息學(xué)分析對苧麻DREB全長基因進(jìn)行鑒定,利用qRT-PCR技術(shù)研究了它們在干旱、高鹽、高溫、低溫等脅迫處理下的苧麻葉片和根系中的表達(dá)模式。此外,還克隆了部分苧麻DREB基因并分析序列結(jié)構(gòu)。主要結(jié)果如下:(1)從6個轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫中篩選得到了20條具有全長編碼序列的苧麻DREB基因,依次命名為BnDREB1-BnDREB20。參照擬南芥和桑樹DREB氨基酸序列,對20條BnDREB氨基酸序列進(jìn)行聚類分析,發(fā)現(xiàn)這些序列分別聚在DREB轉(zhuǎn)錄因子家族的5個亞組,其中A1亞組8條,A2亞組4條,A4亞組4條,A5亞組2條,A6亞組2條。對BnDREB蛋白序列進(jìn)行保守元件預(yù)測,共檢索出10個Motif元件,其中,Motif3和Motif1共同構(gòu)成了BnDREB蛋白序列的保守結(jié)構(gòu)域;分布在不同亞組中的其余Motif元件則發(fā)揮著各自的功能。BnDREB蛋白序列理化性質(zhì)分析發(fā)現(xiàn),各氨基酸序列長度在184-383之間,分子量在20659.21-42907.60 Da之間,等電點(diǎn)在4.70-10.16之間,表明BnDREB蛋白序列理化性質(zhì)差異較大;不同亞組之間無明顯規(guī)律性差異。亞細(xì)胞定位預(yù)測發(fā)現(xiàn),所有基因均定位在細(xì)胞核,有9條基因同時定位在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)�？寺〉玫搅�7條基因,通過繪制內(nèi)含子-外顯子基因結(jié)構(gòu)圖發(fā)現(xiàn),只有2條基因分別具有1個內(nèi)含子,其余均只有1個外顯子而無內(nèi)含子。(2)在干旱、高鹽、高溫、低溫等4種脅迫處理的過程中,苧麻植株的表型變化及響應(yīng)速度存在差異。BnDREB基因在苧麻葉片和根系中的表達(dá)模式不同,幾乎所有根系中的基因自脅迫3h至12h都始終顯著下調(diào)表達(dá),而葉片中基因的表達(dá)模式卻相當(dāng)復(fù)雜。此外,分析不同亞組間基因的表達(dá)規(guī)律,發(fā)現(xiàn)各亞組基因并不因含有特異性的蛋白序列保守元件而具有不同的表達(dá)模式,相同亞組內(nèi)基因的表達(dá)模式也不完全一致,推測苧麻DREB轉(zhuǎn)錄因子對非生物脅迫響應(yīng)過程的調(diào)控可能非常復(fù)雜。(3)部分基因具有比較特別的表達(dá)模式,如BnDREB5在葉片中自低溫脅迫3h至12h始終顯著下調(diào)表達(dá),在根系中卻始終顯著上調(diào)表達(dá),明顯異于其他基因在苧麻兩個部位中的表達(dá)模式;BnDREB19在4種脅迫下的苧麻葉片中均始終顯著上調(diào)表達(dá);BnDREB11在干旱、高鹽、低溫等3種脅迫下的苧麻葉片中均始終顯著上調(diào)表達(dá);BnDREB9、BnDREB10、BnDREB16在高鹽、高溫、低溫等3種脅迫下的苧麻葉片中均始終顯著上調(diào)表達(dá)。這些基因?qū)⒆鳛閮?yōu)選基因進(jìn)行后續(xù)研究,以期為苧麻品種的分子改良提供候選基因。
【圖文】：

圖 1 苧麻水培苗培養(yǎng)過程Fig. 1 Culture process of ramie hydroponic seedling挑取長勢良好且一致的苧麻水培苗進(jìn)行干旱、高鹽、高溫和低溫等 4 種非脅迫，其中，采用 25%（w/v）PEG6000 溶液模擬干旱脅迫，采用 250mm NaCl 溶液模擬高鹽脅迫，高溫脅迫溫度為 40℃，低溫脅迫溫度為 4℃（吳 2015；廖一文 2016）。每個處理設(shè)置三個重復(fù)，對照組不做任何處理。以料均分別在脅迫處理 0h、3h、6h、9h、12h 時取葉片和根系，經(jīng)液氮速凍后-70℃超低溫冰箱中保存待用。.5.2 RNA 提取和 cDNA 合成RNA 的提取采用 RNAperp Pure Plant Kit（TransGen Biotech, Beijing, Chi劑盒，用組織細(xì)胞碾碎儀磨碎樣品后，按試劑盒說明書步驟提取得到苧麻 R

圖 2 BnDREB 氨基酸序列的系統(tǒng)發(fā)育樹Fig. 2 Phylogenetic tree of BnDREB amino acid sequences3.2.2 BnDREB 蛋白序列保守元件分析利用 MEME 工具分析 BnDREB 基因編碼的蛋白序列，共搜索到 10 個 Mo元件，結(jié)果如圖 3 所示。除 BnDREB6 外，Motif1 存在于所有 BnDREB 蛋白列中；除 BnDREB13 外，Motif3 也存在于所有蛋白序列當(dāng)中。結(jié)合 BnDREB 氨基酸序列聚類分析發(fā)現(xiàn)，A1 亞組的所有蛋白序列中都含有 Motif4；除 BnDREB1外，A1 亞組的蛋白序列還都含有 Motif2；A2 亞組的蛋白序列都含有 Motif8 Motif9；A4 亞組的蛋白序列都含有 Motif2；A5 亞組的蛋白序列都含有 MotifA6 亞組的蛋白序列都含有 Motif4、Motif6、Motif8、Motif10；可見 Motif 種類數(shù)目和分布在相同亞組內(nèi)保持一致，在不同亞組間則存在差異。此外，，A1 亞的 BnDREB1、BnDREB2、BnDREB14、BnDREB17、BnDREB20 和 A4 亞組
【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】：2018
【分類號】：S563.1

【參考文獻(xiàn)】

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1 靳進(jìn)樸;郭安源;何坤;張禾;朱其慧;陳新;高歌;羅靜初;;植物轉(zhuǎn)錄因子分類、預(yù)測和數(shù)據(jù)庫構(gòu)建[J];生物技術(shù)通報(bào);2015年11期

2 朱守晶;余偉林;石朝燕;揭雨成;;苧麻谷胱甘肽還原酶基因(BnGR1)的克隆和表達(dá)分析[J];農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報(bào);2015年10期

3 王麗媛;徐明怡;倪紅偉;張玉;冷海南;;植物基因克隆的方法[J];國土與自然資源研究;2015年03期

4 邵天恒;孫曙光;許海峰;李夢瑤;王楓;熊愛生;;芹菜中轉(zhuǎn)錄因子基因AgDREB1的分離與表達(dá)研究[J];南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2014年06期

5 黃蔚;王楓;徐志勝;李夢瑤;熊愛生;;胡蘿卜DcDREB-A6亞族轉(zhuǎn)錄因子基因的克隆與非生物脅迫響應(yīng)分析[J];農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報(bào);2014年10期

6 陶華平;;核定位信號研究進(jìn)展[J];生物學(xué)通報(bào);2014年08期

7 雷志;陰翠翠;李永亮;孫占敏;吳燕民;;鈴鐺刺抗逆轉(zhuǎn)錄因子基因HhDREB2的克隆及分析[J];中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào);2014年04期

8 閆婷;;植物抗逆性相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子的研究進(jìn)展[J];內(nèi)蒙古林業(yè)科技;2014年02期

9 朱守晶;石朝艷;余偉林;周精華;揭雨成;;苧麻植物螯合肽合成酶BnPCS1基因的克隆和表達(dá)特性分析[J];植物遺傳資源學(xué)報(bào);2014年03期

10 黃麗華;胡超;陳建榮;郭清泉;張學(xué)文;;苧麻小分子G蛋白Rac1基因的克隆及表達(dá)分析[J];植物生理學(xué)報(bào);2013年12期

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1 廖雄;新疆野蘋果MsDREB6.2轉(zhuǎn)錄因子在干旱應(yīng)答中的作用機(jī)理研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

2 孫揚(yáng);小麥bZIP基因TaGBF調(diào)節(jié)光形態(tài)建成與抗逆的作用機(jī)制研究[D];山東大學(xué);2014年

3 劉建新;苧麻GalAT、UGlcAE基因克隆及組織表達(dá)研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2008年

4 劉峰;苧麻UDPGDH基因cDNA的克隆及功能分析[D];湖南農(nóng)業(yè)大學(xué);2008年

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1 周航;苧麻抗倒伏評價(jià)及抗倒伏相關(guān)性狀的研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2017年

2 陳`

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