【摘要】：梁山慈竹是我國重要的工業(yè)用竹,其合理開發(fā)對推動竹資源的有效利用、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,以竹為原料的高新技術產(chǎn)品日趨增多,對竹原料,特別是高纖維優(yōu)質(zhì)竹資源的需求越來越明顯。但竹類植物難以開花的生物學特性,制約了通過雜交育種遺傳改良竹的進程。隨著生物技術的長足發(fā)展,通基因工程途徑研究竹次生發(fā)育成為了近年來竹遺傳改良研究的焦點。NAC和MYB是植物轉錄因子家族的重要成員,有研究發(fā)現(xiàn)他們在植物次生發(fā)育過程中起著重要作用。本研究以梁山慈竹為材料,分別克隆DfNAC1、DfNAC2和DfMYB3轉錄因子,對其生物學功能進行初步研究。論文的主要研究結果如下:(1)基于梁山慈竹轉錄組數(shù)據(jù)庫,同源克隆得到DfNAC1、DfNAC2和DfMYB3轉錄因子,其cDNA序列全長分別為1179bp、846bp和1287bp。分別編碼392、281、428個氨基酸。GenBank注冊號分別為KY963356、KY963357、KY963358。(2)生物信息學分析結果顯示,DfNAC1和DfNAC2都具有典型的NAM保守結構域,屬于NAC超級大家族。DfMYB3有典型的SANT結構域,行使DNA結合結構域的功能,是一種典型的R2R3-MYB蛋白。系統(tǒng)發(fā)育樹分析結果表明,DfNAC2可以看作一個VND Like轉錄因子,DfNAC1和DfNAC2都與次生發(fā)育相關。DfMYB3可能與植物生長發(fā)育和非生物脅迫有關。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結構都富含α-螺旋和無規(guī)卷曲。從蛋白質(zhì)三級結構預測的結果可以看出,DfNAC1和DfNAC2主要以延伸鏈和無規(guī)則卷曲為主,DfMYB則以α-螺旋為主。(3)亞細胞定位分析表明,DfNAC1、DfNAC2以及DfMYB主要定位在細胞核上。酵母單雜交轉錄自激活活性試驗表明,DfNAC1和DfNAC2蛋白的C端和全長都具有轉錄自激活活性,而DfMYB3沒有轉錄自激活活性。(4)將35S:DfNAC1/2轉化毛竹胚和毛白楊,獲得抗性植株。PCR鑒定結果表明,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結果證明,DfNAC1和DfNAC2成功在毛白楊轉基因植株中表達;DfNAC2成功在毛竹轉基因植株中表達。表型分析發(fā)現(xiàn)在表達量較高的DfNAC2毛白楊轉基因植株出現(xiàn)株高增加、節(jié)間伸長等現(xiàn)象。其莖部組織切片發(fā)現(xiàn),與對照植株相比,轉基因植株導管密度降低、薄壁組織細胞數(shù)量與層數(shù)明顯增加。(5)Genome Walking獲得DfMYB3的啟動子DfpMYB3,DfpMYB3的轉化煙草植株的GUS染色結果表明,DfMYB3主要在煙草莖桿以及葉脈等部位表達,特別是木質(zhì)部緊密排列的薄壁細胞壁中表達明顯;DfpMYB3瞬時轉化小麥的幼苗,GUS染色發(fā)現(xiàn)DfMYB3主要在葉片和根部尖端表達。DfpMYB3與DfNAC2協(xié)同轉化小麥愈傷,結果表明,DfMYB3轉錄因子可能在木質(zhì)化的組織進行表達,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DfpMYB3的啟動有促進作用。
【學位授予單位】：西南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：Q943.2;S795.5
【圖文】：

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本文編號：2799521