甘薯是我國最主要的糧食作物之一,其產(chǎn)量大、價(jià)格低,是重要的食品及工業(yè)原料。由于甘薯多種植于貧瘠土地中,產(chǎn)量容易受到非生物脅迫影響,因此對甘薯相關(guān)抗逆基因功能的研究具有重要的意義。Δ′-吡咯琳-5-羧酸合成酶(Δ1-pyrroline-5-carboxylate synthetase,P5CS)是植物進(jìn)行脯氨酸合成的關(guān)鍵酶,許多研究都表明植物P5CS基因與植物抗非生物脅迫能力有著重要聯(lián)系。研究發(fā)現(xiàn)過表達(dá)P5CS基因的植株相比對照其非生物脅迫能力有明顯的提升,轉(zhuǎn)基因植株中的脯氨酸含量也明顯增加。脯氨酸作為一種兼容性小分子在植物體內(nèi)具有滲透調(diào)節(jié)、抗氧化、降低毒性及信號傳導(dǎo)等功能,當(dāng)植物受到干旱、高鹽和其它非生物脅迫時(shí)脯氨酸能夠快速大量積累,增強(qiáng)植物細(xì)胞抵御逆境脅迫的能力。本研究利用甘薯轉(zhuǎn)錄組和NCBI數(shù)據(jù)庫中相關(guān)P5CS基因序列,設(shè)計(jì)特異引物,成功克隆得到甘薯的Ib P5CS基因,利用相關(guān)生物信息學(xué)軟件對其進(jìn)行了初步的分析。構(gòu)建Ib P5CS基因原核(p ET32-P5CS)及真核表達(dá)載體(p YES2-P5CS),分別轉(zhuǎn)化大腸桿菌BL21和釀酒酵母,在大腸桿菌BL21中經(jīng)IPTG誘導(dǎo)表達(dá)Ib P5CS蛋白,在非生物脅迫(干旱、高鹽和高溫等)下驗(yàn)證Ib P5CS基因在大腸桿菌和釀酒酵母中的相關(guān)功能。結(jié)果表明過表達(dá)Ib P5CS基因能夠提升大腸桿菌和釀酒酵母的抗鹽及抗高溫脅迫能力,但是在干旱和堿性脅迫下沒有明顯的增加。為了研究Ib P5CS基因在植物中的功能,本研究將p CAMBIA1302-P5CS質(zhì)粒轉(zhuǎn)化農(nóng)桿菌,利用農(nóng)桿菌侵染擬南芥,研究Ib P5CS基因過表達(dá)對擬南芥生長發(fā)育的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植株的光合作用和蒸騰作用相比野生型有一定的提升,未來本研究將繼續(xù)完成后續(xù)實(shí)驗(yàn),為深入研究甘薯Ib P5CS基因的功能提供實(shí)驗(yàn)依據(jù),為提升農(nóng)作物的產(chǎn)量打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：四川師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：S531;Q943.2
【部分圖文】：

圖 2.2 同非生物脅迫下徐薯 18 葉片 MDA 含量變s of total MDA content in leaves of potato 18 under dif

圖 2.1 同非生物脅迫下徐薯 18 葉片總?cè)~綠素含量變 of total chlorophyll content in leaves of potato 18 under A）含量變化測定自由基能通過破壞生物膜中的多不飽和脂肪酸

圖 2.3 不同非生物脅迫下徐薯 18 葉片 CAT 活力hanges of CAT activity in leaves of potato 18 under differen量變化測定的重要組成之一[85]，根據(jù)試劑盒說明書，獲得反
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2871949