BES1是一類新型的植物特異轉(zhuǎn)錄因子,在油菜素內(nèi)酯(BR)信號(hào)中是極其關(guān)鍵的轉(zhuǎn)錄因子,能夠調(diào)控BR響應(yīng)基因的表達(dá)。BES1作為植物特有的轉(zhuǎn)錄因子,不僅在植株生長(zhǎng)發(fā)育中具有重要作用,還與抗病、激素應(yīng)答、生物及非生物脅迫密切相關(guān)。目前對(duì)BES1轉(zhuǎn)錄因子家族的相關(guān)報(bào)道較多,如:擬南芥,中國(guó)大白菜,甘藍(lán)型油菜,棉花等,但對(duì)番茄BES1的研究還未見(jiàn)報(bào)道。在本試驗(yàn)中,我們對(duì)番茄(Solanum lycopersicum)BES1基因進(jìn)行了系統(tǒng)挖掘和生物信息學(xué)分析,并進(jìn)一步對(duì)番茄BES1轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)模式進(jìn)行分析,對(duì)家族內(nèi)抗逆相關(guān)的基因進(jìn)行篩選鑒定,并對(duì)部分抗逆應(yīng)答顯著的基因進(jìn)行功能驗(yàn)證。旨在為番茄抗逆基因的相關(guān)研究奠定理論基礎(chǔ)。試驗(yàn)結(jié)果如下:1通過(guò)生物信息學(xué)分析,共篩選出9個(gè)番茄BES1轉(zhuǎn)錄因子家族成員。通過(guò)聚類分析,將以上所有基因分成三個(gè)亞族。染色體定位分析將BES1轉(zhuǎn)錄因子家族定位于番茄的8條染色體上。2組織特異性分析結(jié)果顯示,在不同組織中各基因的表達(dá)量不同,同一基因在不同組織中表達(dá)量也不同。9個(gè)基因均在在根、莖、葉和花中表達(dá)量較高,在果實(shí)中表達(dá)量較低。SLB6基因在根和莖中表達(dá)量最高,在果實(shí)中表達(dá)量很低。3研究發(fā)現(xiàn)BES1基因在非生物脅迫下受多種脅迫因素誘導(dǎo),特別是鹽脅迫下,所有基因的表達(dá)量均呈現(xiàn)出明顯升高。在干旱脅迫下,SLB3、SLB4、SLB7與SLB9呈現(xiàn)出明顯變化。在冷脅迫下,SLB2基因和SLB9基因出現(xiàn)明顯的先上升后下降趨勢(shì)。4對(duì)基因沉默植株進(jìn)行脅迫后表型觀察及生理生化分析,發(fā)現(xiàn)SLB3和SLB9基因沉默在不同程度上降低了番茄植株的抗旱性和耐鹽性。
【學(xué)位單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S641.2
【部分圖文】：

圖 1-1 BES1、BIMI 及 MYC 基因家族的 DNA 結(jié)合區(qū)比對(duì)Fig. 1-1 Alignment of putative BES1 DNA binding domain with corresponding domains inBES1 homologs, bHLH domains of BIM1family, and MYC..4 病毒誘導(dǎo)的基因沉默病毒誘導(dǎo)的基因沉默（Virus-induced gene silencing），又稱 VIGS 技術(shù)�；虺聊谏彩瞧毡榇嬖诘�，基因沉默可以防御病毒、轉(zhuǎn)座子等外源核酸的危害，同時(shí)可以限制外因的活性，從而保證生物基因組的穩(wěn)定性。VIGS 技術(shù)作為一種反向驗(yàn)證基因功能的方具有廣闊的應(yīng)用前景，不僅應(yīng)用在番茄、擬南芥、煙草等模式植物中，在一些大田作物得到了應(yīng)用。包括植物抗病、抗逆相關(guān)基因的功能驗(yàn)證。VIGS 技術(shù)的原理如下圖 1-。Kumagai 等人 1995 年將攜帶八氫番茄紅素脫氫酶（PDS）重組病毒載體導(dǎo)入煙草，經(jīng)過(guò)時(shí)間，煙草植株葉片出現(xiàn)了白化癥狀，標(biāo)志著 VIGS 基因沉默載體首次得到應(yīng)用。PD胡蘿卜素合成的必不可少的組成部分，而 PDS 表達(dá)受到抑制后，植物類胡蘿卜素合成受制，造成光合作用受阻，植株葉片出現(xiàn)白化癥狀。農(nóng)桿菌侵染方法具有高效、省時(shí)、省有點(diǎn)，近些年已經(jīng)發(fā)展為一種較為成熟的技術(shù)方法。農(nóng)桿菌侵染方法有注射器注射方法

圖 1-1 VIGS 原理圖Fig. 1-1 VIGS mechanism diagram境脅迫對(duì)植物的影響活在自然界中不可避免的要受到外部環(huán)境的危險(xiǎn)，如低溫、干旱、洪澇和環(huán)境影響著植物的生存，為了更好的生長(zhǎng)發(fā)育，植物進(jìn)化出一系列的防御號(hào)傳導(dǎo)來(lái)達(dá)到調(diào)控相應(yīng)的基因，再由基因調(diào)控蛋白，從而在生理生化水平的生理水上的變化。目前主要的研究集中于植物的抗旱、耐鹽、抗低溫，物的產(chǎn)量，在生產(chǎn)研究中能夠更好的提高經(jīng)濟(jì)效益。植物的生長(zhǎng)至關(guān)重要，但高鹽脅迫卻會(huì)嚴(yán)重危害植物的生長(zhǎng)發(fā)育。在高鹽出矮化黃華等現(xiàn)象。植物的含水量明顯減少，葉片的蒸騰速率降低，與此顯減慢，影響植株的光合作用。當(dāng)根系受到高鹽脅迫時(shí)將嚴(yán)重影響植株地迫和鹽脅迫往往是共同存在，當(dāng)鹽脅迫是植物體內(nèi)離子平衡受到破壞時(shí)，，會(huì)導(dǎo)致植株代謝失衡，生長(zhǎng)受抑制，甚至?xí)怪参锼劳�。低溫�?duì)植物的鹽脅迫，常�？煞譃槔浜蛢龊�，其分界線在于溫度是否在 0℃以上。當(dāng)溫，可以使植物葉片變軟出現(xiàn)傷斑等危害。當(dāng)溫度在 0℃以上是冷害，可以

圖 3-2 番茄、擬南芥和中國(guó)大白菜 BES1 蛋白家族系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)Fig. 3-2 Phylogenetic tree of BES1 gene from arabidopsis, tomato, and chinese cabbage..4 番茄 BES1 基因家族保守元件及基因結(jié)構(gòu)分析本試驗(yàn)使用 MEME 在線分析軟件分析了番茄 BES1 轉(zhuǎn)錄因子家族成員的保守性基通過(guò) MEME 在線模序預(yù)測(cè)結(jié)果如圖 3-3 所示。最終設(shè)置 motif 值為 20，共獲得 20 個(gè)otifs (E-value <e 1.0)的分布圖[60]。在所有 BES1 基因中，除 AT1G32130 基因外，所有列均含有 motif 1、motif 2 和 motif 14，這些保守元件屬于 DUF822 保守結(jié)構(gòu)域家族。SLLB7 共同含有 motif 5、motif 11、motif 12、motif 13、motif 14、motif 18 和 motif 19，守元件也是 SLB1 和 SLB7 所特有的保守元件。其他的一些保守元件也僅在 GroupI 中這一結(jié)果表明來(lái)自相同亞族的基因可能由相同基序組成，同時(shí)具有相似的功能�；蚪Y(jié)構(gòu)在一個(gè)基因家族進(jìn)化過(guò)程中是典型的特征[61]。利用 GSDS 在線分析軟件分析 BES1 家族的基因結(jié)構(gòu)[62, 63]。在同一分族中的基因具有相似的結(jié)構(gòu)和內(nèi)含子。除 SLLB7 外，幾乎所有的番茄 BES1 都含有 1 或 2 個(gè)內(nèi)含子，每一個(gè)基因都被內(nèi)含子分成許。在所有的 9 個(gè)番茄 BES1 基因中，只有 SLB1 和 SLB7 是 9 個(gè)外顯子和 9 個(gè)內(nèi)含子結(jié)構(gòu)的都是 3 個(gè)外顯子 1 個(gè)內(nèi)含子結(jié)構(gòu)�？傮w來(lái)說(shuō)，基因的結(jié)構(gòu)與基因的進(jìn)化樹(shù)分族差異

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本文編號(hào)：2819228