【摘要】：檸條錦雞兒(Caragana korshinskii Kom.)是豆科的旱生灌木,主要分布在我國(guó)西北地區(qū),它不僅能防風(fēng)固沙,保護(hù)水土,還可作為動(dòng)物飼料,具有很高的生態(tài)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。另一方面,檸條錦雞兒具有很強(qiáng)的抗逆性,因此研究檸條錦雞兒的抗逆機(jī)理及挖掘其抗逆性相關(guān)基因具有重要意義。海藻糖是一種非還原性雙糖,脅迫條件下可作為應(yīng)激保護(hù)劑,對(duì)蛋白質(zhì)和生物膜起到保護(hù)作用。海藻糖-6-磷酸磷酸酯酶(TPP)是海藻糖生物合成途徑中的關(guān)鍵酶,催化6-磷酸海藻糖去磷酸化生成海藻糖,其表達(dá)豐度直接影響海藻糖的合成。前人研究表明,TPP在擬南芥中的超表達(dá),增強(qiáng)了轉(zhuǎn)基因株系的抗逆性。因此,研究檸條錦雞兒海藻糖-6-磷酸磷酸酯酶基因(CkTPP)的表達(dá)調(diào)控機(jī)理及在應(yīng)對(duì)非生物脅迫中發(fā)揮的作用具有重要意義。本研究在前期所克隆CkTPP基因序列的基礎(chǔ)上,分析了Ck TPP的表達(dá)特異性和功能。主要得到以下結(jié)果:(1)利用實(shí)時(shí)熒光定量PCR分析結(jié)果顯示,CkTPP在檸條錦雞兒的根、莖、葉中均表達(dá),在莖中的表達(dá)量高于根和葉;其表達(dá)受茉莉酸甲酯(MeJA)和PEG-模擬干旱脅迫的誘導(dǎo)。(2)利用基因組步移法克隆了1912 bp的CkTPP啟動(dòng)子序列,序列分析顯示,該基因的啟動(dòng)子區(qū)域包含茉莉酸甲酯、赤霉素、乙烯、和脫落酸等植物激素應(yīng)答元件、光誘導(dǎo)元件、及防御和應(yīng)激反應(yīng)元件。(3)CkTPP啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)GUS報(bào)告基因在擬南芥中的異源表達(dá)分析顯示,CkTPP::GUS表達(dá)在轉(zhuǎn)基因植株的根、莖、葉和花器官中,其表達(dá)活性被受茉莉酸甲酯、赤霉素、乙烯、脫落酸、鹽和甘露醇誘導(dǎo)。(4)超表達(dá)CkTPP轉(zhuǎn)基因擬南芥的表型分析結(jié)果顯示,CkTPP的過(guò)量表達(dá)提高了轉(zhuǎn)基因植株的干旱耐受性。以上研究結(jié)果為深入研究檸條錦雞兒CkTPP的表達(dá)調(diào)控機(jī)理,及利用該基因進(jìn)行經(jīng)濟(jì)作物、牧草和林木的遺傳改良提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
【圖文】：

圖 1.1 植物中海藻糖的生物合成途徑Fig. 1.1 The trehalose biosynthetic pathway in plants有研究表明，將異源海藻糖生物合成相關(guān)酶基因轉(zhuǎn)化到植物中，導(dǎo)致轉(zhuǎn)基因受性增強(qiáng)，并引起植物生長(zhǎng)和形態(tài)的改變；當(dāng)敲除海藻糖生物合成相關(guān)酶基因，，致死和花序不規(guī)則分枝[26-30]；當(dāng)把海藻糖生物合成相關(guān)酶基因 TPS/TPP 導(dǎo)入植物脅迫耐受性增強(qiáng)，表明 T6P 在生物合成途徑中作為中間分子起重要作用。最近報(bào)基因參與了氨基酸、蛋白質(zhì)和核苷酸合成的基因、三羧酸循環(huán)和線粒體電子傳遞過(guò)程，表明 T6P 是調(diào)節(jié)植物生物合成的重要信號(hào)分子[31]。干旱脅迫影響植物生長(zhǎng)，使葉面積減少，代謝受到抑制。海藻糖生物合成相效表達(dá)使海藻糖大量合成，其強(qiáng)力束縛水分子并與膜脂質(zhì)共同結(jié)合“結(jié)合水”，胞磷脂雙分子膜發(fā)生相變，并能穩(wěn)定蛋白及高分子物質(zhì)[32]。此外，海藻糖在高溫然保持穩(wěn)定，并且不會(huì)與蛋白質(zhì)發(fā)生美拉德褐變。所以，海藻糖對(duì)生物大分子得顯優(yōu)于其他糖類（如蔗糖），成為理想的應(yīng)激保護(hù)劑。

技術(shù)路線
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S793.3;Q943.2

【參考文獻(xiàn)】

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