發(fā)布時(shí)間：2020-06-07 14:39

【摘要】：番茄(Solanum lycopersicum)作為一種世界性蔬菜在全球廣受歡迎,但由于逆境造成的減產(chǎn)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,低溫、干旱、高鹽作為主要的非生物脅迫,對番茄植株的生長發(fā)育影響十分嚴(yán)重。當(dāng)植物遭受非生物脅迫后會引起細(xì)胞質(zhì)中鈣離子濃度短暫的急迅升高,起始植株對非生物脅迫的鈣信號系統(tǒng)。CIPK蛋白家族作為鈣離子介導(dǎo)的植物信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路上的重要蛋白家族,自1998年在擬南芥中發(fā)現(xiàn)后就備受關(guān)注,在植物逆境應(yīng)答和生長發(fā)育中發(fā)揮著不可忽視的作用,但番茄CIPK基因家族及其在非生物脅迫響應(yīng)中作用的研究還未見報(bào)道。主要研究結(jié)果如下:(1)本研究通過生物信息學(xué)方法成功鑒定出22個(gè)番茄CIPK基因家族成員,按照內(nèi)含子個(gè)數(shù)的多少分為內(nèi)含子富集和內(nèi)含子缺失兩類。構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹,可將CIPK基因家族分為八個(gè)亞家族并且番茄CIPK在各亞族中均有分布。SlCIPKs上游1500 bp序列中存在多個(gè)在不同逆境中起作用的順式作用元件,并預(yù)測了SlCIPKs與SlCBLs的相互作用。通過蛋白之間的相互作用預(yù)測發(fā)現(xiàn),一個(gè)番茄CBL可與一個(gè)或者多個(gè)番茄CIPK相互作用,同樣,一個(gè)番茄CIPK也可與一個(gè)或多個(gè)番茄CBL相互作用。通過分析低溫(4°C)下0 h、1 h、12 h番茄轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)SlCIPKs表達(dá)量均有不同程度的變化。(2)利用qRT-PCR技術(shù)檢測非生物脅迫(低溫、高鹽、干旱處理)下番茄CIPK基因家族各成員的表達(dá)量。結(jié)果表明,番茄CIPK對各非生物脅迫均有不同程度的響應(yīng),其中SlCIPK1、SlCIPK8變化較明顯,qRT-PCR結(jié)果顯示SlCIPK1在冷脅迫初期表達(dá)量明顯上升,SlCIPK8在不同時(shí)間點(diǎn)的三種處理下表達(dá)量均顯著提高,表明SlCIPK1、SlCIPK8可能參與不同非生物脅迫的應(yīng)答。(3)利用VIGS技術(shù)對番茄幼苗中SlCIPK1、SlCIPK8分別進(jìn)行沉默后進(jìn)行沉默植株與對照植株在低溫、干旱、高鹽脅迫下的處理并進(jìn)行抗壞血酸過氧化物酶、超氧化物歧化酶、過氧化物酶、脯氨酸、過氧化氫酶、丙二醛含量的測定,結(jié)果顯示冷脅迫后期SlCIPK1、SlCIPK8沉默的植株與正常植株相比抗冷性顯著降低,SlCIPK1、SlCIPK8沉默植物抗干旱能力較差,證明SlCIPK1、SlCIPK8可能與低溫、干旱的抗性反應(yīng)應(yīng)答相關(guān)。(4)為了進(jìn)一步研究SlCIPK1、SlCIPK8所介導(dǎo)的低溫信號途徑,本試驗(yàn)成功構(gòu)建并鑒定了一個(gè)較高質(zhì)量的低溫番茄酵母cDNA文庫,并成功構(gòu)建了兩個(gè)誘餌載體:pGBKT7-SlCIPK1、pGBKT7-SlCIPK8,用于篩選低溫下與SlCIPK1、SlCIPK8互作的蛋白。本研究首次預(yù)測了番茄CIPK基因家族成員的序列信息并系統(tǒng)地研究了番茄CIPK基因家族成員在非生物脅迫下的變化,對其非生物脅迫下的響應(yīng)以及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑有了一定的了解。為培育抗非生物脅迫的番茄品種提供候選效應(yīng)基因材料。
【圖文】：

圖 1-1 已識別的 CBLs-CIPKs 對環(huán)境造成的非生物脅迫作出反應(yīng)的過程[50]Fig. 1-1 Identifed CBLs-CIPKs interactions process and how they respond to abiotic stresses

圖 1-2 報(bào)道基因表達(dá)被互作蛋白激活Fig. 1-2 Illustration of the activation of reporter gene expression in genuine and false positive
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S641.2

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本文編號：2701571