【摘要】：梁山慈竹是我國(guó)重要的工業(yè)用竹,其合理開(kāi)發(fā)對(duì)推動(dòng)竹資源的有效利用、造紙業(yè)的可持續(xù)發(fā)展以及生態(tài)環(huán)境的改善等具有重要意義。隨著竹產(chǎn)業(yè)升級(jí),以竹為原料的高新技術(shù)產(chǎn)品日趨增多,對(duì)竹原料,特別是高纖維優(yōu)質(zhì)竹資源的需求越來(lái)越明顯。但竹類(lèi)植物難以開(kāi)花的生物學(xué)特性,制約了通過(guò)雜交育種遺傳改良竹的進(jìn)程。隨著生物技術(shù)的長(zhǎng)足發(fā)展,通基因工程途徑研究竹次生發(fā)育成為了近年來(lái)竹遺傳改良研究的焦點(diǎn)。NAC和MYB是植物轉(zhuǎn)錄因子家族的重要成員,有研究發(fā)現(xiàn)他們?cè)谥参锎紊l(fā)育過(guò)程中起著重要作用。本研究以梁山慈竹為材料,分別克隆DfNAC1、DfNAC2和DfMYB3轉(zhuǎn)錄因子,對(duì)其生物學(xué)功能進(jìn)行初步研究。論文的主要研究結(jié)果如下:(1)基于梁山慈竹轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫(kù),同源克隆得到DfNAC1、DfNAC2和DfMYB3轉(zhuǎn)錄因子,其cDNA序列全長(zhǎng)分別為1179bp、846bp和1287bp。分別編碼392、281、428個(gè)氨基酸。GenBank注冊(cè)號(hào)分別為KY963356、KY963357、KY963358。(2)生物信息學(xué)分析結(jié)果顯示,DfNAC1和DfNAC2都具有典型的NAM保守結(jié)構(gòu)域,屬于NAC超級(jí)大家族。DfMYB3有典型的SANT結(jié)構(gòu)域,行使DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域的功能,是一種典型的R2R3-MYB蛋白。系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)分析結(jié)果表明,DfNAC2可以看作一個(gè)VND Like轉(zhuǎn)錄因子,DfNAC1和DfNAC2都與次生發(fā)育相關(guān)。DfMYB3可能與植物生長(zhǎng)發(fā)育和非生物脅迫有關(guān)。DfNAC1和DfMYB3氨基酸酸性殘基數(shù)較多,DfNAC2的堿性殘基數(shù)多,且都是不穩(wěn)定的親水性蛋白,且這三種蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)都富含α-螺旋和無(wú)規(guī)卷曲。從蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)的結(jié)果可以看出,DfNAC1和DfNAC2主要以延伸鏈和無(wú)規(guī)則卷曲為主,DfMYB則以α-螺旋為主。(3)亞細(xì)胞定位分析表明,DfNAC1、DfNAC2以及DfMYB主要定位在細(xì)胞核上。酵母單雜交轉(zhuǎn)錄自激活活性試驗(yàn)表明,DfNAC1和DfNAC2蛋白的C端和全長(zhǎng)都具有轉(zhuǎn)錄自激活活性,而DfMYB3沒(méi)有轉(zhuǎn)錄自激活活性。(4)將35S:DfNAC1/2轉(zhuǎn)化毛竹胚和毛白楊,獲得抗性植株。PCR鑒定結(jié)果表明,DfNAC1和DfNAC2成功整合到毛白楊基因組中;DfNAC2毛竹基因組中。半定量PCR結(jié)果證明,DfNAC1和DfNAC2成功在毛白楊轉(zhuǎn)基因植株中表達(dá);DfNAC2成功在毛竹轉(zhuǎn)基因植株中表達(dá)。表型分析發(fā)現(xiàn)在表達(dá)量較高的DfNAC2毛白楊轉(zhuǎn)基因植株出現(xiàn)株高增加、節(jié)間伸長(zhǎng)等現(xiàn)象。其莖部組織切片發(fā)現(xiàn),與對(duì)照植株相比,轉(zhuǎn)基因植株導(dǎo)管密度降低、薄壁組織細(xì)胞數(shù)量與層數(shù)明顯增加。(5)Genome Walking獲得DfMYB3的啟動(dòng)子DfpMYB3,DfpMYB3的轉(zhuǎn)化煙草植株的GUS染色結(jié)果表明,DfMYB3主要在煙草莖桿以及葉脈等部位表達(dá),特別是木質(zhì)部緊密排列的薄壁細(xì)胞壁中表達(dá)明顯;DfpMYB3瞬時(shí)轉(zhuǎn)化小麥的幼苗,GUS染色發(fā)現(xiàn)DfMYB3主要在葉片和根部尖端表達(dá)。DfpMYB3與DfNAC2協(xié)同轉(zhuǎn)化小麥愈傷,結(jié)果表明,DfMYB3轉(zhuǎn)錄因子可能在木質(zhì)化的組織進(jìn)行表達(dá),且在 DfNAC2的作用下,成熟木質(zhì)化的小麥愈傷上顯色加深。初步證明,DfNAC2可能對(duì)DfpMYB3的啟動(dòng)有促進(jìn)作用。
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：Q943.2;S795.5
【圖文】：

纖維素、非纖維素、木質(zhì)素和果膠的生化及細(xì)胞合成Biochemical and Cellular Synthesis of CelluloseCellulose, Lignin, and Pectin in Cells素物合成由位于質(zhì)膜上的纖維素合酶復(fù)合物介導(dǎo)重的 10%～14%，次生壁干重的 40%～60%[21, 22]。是細(xì)胞壁合成相關(guān)的基因，其結(jié)構(gòu)如圖 1-2。擬南 蛋白的 10 個(gè)基因，已證明次生壁纖維素的生物

圖 1-2 擬南芥 AtCesA 結(jié)構(gòu)圖[ 2 9 ].1-2 Structure of AtCesA in Arabidopsis thaliana質(zhì)素一種復(fù)雜的三維多酚聚合物，通過(guò)三種單木醇，對(duì)

三種類(lèi)型木質(zhì)素合成過(guò)程

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本文編號(hào)：2799521