玉米（Zea mays L.）是我國重要的作物之一,在我國的農(nóng)業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)著重要地位。干旱是導致玉米生產(chǎn)受損的最主要脅迫因素之一。因此提高玉米的抗旱性對我國玉米生產(chǎn)具有重要意義。隨著轉基因技術的廣泛應用和發(fā)展,可以快速獲得具有優(yōu)良性狀的轉基因作物,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的提高做出很大貢獻,但同時轉基因作物安全問題也備受關注。轉基因作物的分子特征作為安全評價的重要組成部分,對研發(fā)轉基因作物具有重要意義。在本實驗室前期的研究中,從新疆耐旱高粱品種“XGL-1”中鑒定得到一個高粱SbSNAC1基因。基因表達模式研究發(fā)現(xiàn)SbSNAC1基因能夠積極響應外界干旱、高鹽、低溫等非生物逆境脅迫而表達量提高,且能夠響應植物激素ABA的誘導。在擬南芥中過表達該基因可以顯著提高擬南芥在干旱處理下的存活率。本研究對轉SbSNAC1基因玉米優(yōu)良株系進行了抗旱鑒定,利用Western、Southern、三代測序等技術鑒定抗旱轉基因玉米株系的分子特征,綜合運用RNA-seq、ChIP-seq、酵母單雜等技術進一步解析SbSNAC1基因在玉米中的抗旱分子機制,為培育抗旱轉基因玉米新品種奠定基礎。主要結果如下:1.通過對若干... 

【文章來源】：中國農(nóng)業(yè)科學院北京市

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

轉錄因子調(diào)控網(wǎng)絡(KAZUOandKAZUKO,2007)

受到ABA的調(diào)控(KAZUOandKAZUKO,2007)224-226。在逆境脅迫信號通路中，多條通路均是依賴ABA調(diào)控的基因表達途徑（圖1.1）。ABRE(ABAResponsiveElement)是受ABA調(diào)控的轉錄因子家族，它的核心啟動序列為ACGTGG/TC，該核心啟動序列存在于眾多非生物逆境脅迫誘導表達的啟動子區(qū)域中(CHOIetal.,2000)1723-1725。ABRE家族基因大多數(shù)情況需要偶聯(lián)其他作用元件協(xié)同才能啟動基因的表達(YOSHIDAetal.,2010)。ABA信號傳導主要由三個重要部分組成：PYR/PYL/RCAR（ABA受體），PP2C（負向調(diào)節(jié)子），SnRK2（正向調(diào)節(jié)子）。植物在適宜的環(huán)境圖1.2ABA信號途徑模式圖(LIUetal.,2019)Fig1.2ABAsignalpathpattern(LIUetal.,2019)下生長時（即無ABA的情況下），PP2C處于活化的狀態(tài)，PP2C會與SnRK2結合或去磷酸化的方式抑制SnRK2的活性（圖1.2）。當植物處于逆境脅迫時，植物體內(nèi)的ABA水平提高，ABA的受體PYR/PYL/RCAR會與ABA結合與PP2C發(fā)生互作改變其蛋白構象從而抑制其蛋白磷酸化

中國農(nóng)業(yè)科學院博士學位論文第一章緒論6圖1.3脅迫下植物體內(nèi)轉錄因子的轉錄和翻譯后調(diào)控(AGARWALetal.,2017)Fig1.3Transcriptionandpost-translationalregulationoftranscriptionfactorsinplantsunderstress(AGARWALetal.,2017)1.2.2.3轉錄調(diào)節(jié)因子轉錄因子在真核生物中普遍存在，植物在生長發(fā)育和逆境脅迫過程中均有轉錄因子的參與。植物受到逆境脅迫時，植物首先感受到脅迫信號，通過一系列信號轉導過程將脅迫信號傳遞到細胞核，調(diào)控下游抗逆相關基因的表達（圖1.3）。在這個過程中，轉錄因子具有信號轉換和放大的功能(HUSSAINetal.,2011)。轉錄因子的基本結構一般包含四個功能區(qū)域：用于識別特定DNA序列并與之相結合的DNA結合域(DNABindingDomain)；具有轉錄激活或者抑制作用的轉錄調(diào)控區(qū)；富含精氨酸和賴氨酸的核定位信號域；用于轉錄因子與其他轉錄因子或者蛋白發(fā)生互作的寡聚化位點。除此之外，一些沒有DNA結合域卻能夠與DNA結合蛋白互作形成蛋白復合體的蛋白也常被歸為轉錄因子(MITSUDAandOHME-TAKAGI,2009)。隨著基因測序技術的快速發(fā)展，通過預測可以發(fā)現(xiàn)許多轉錄因子。在植物中，根據(jù)其識別的特定的DNA結合域，將其分為NAC(NAM,ATAF1/2andCUC2)、AP2/EREBP(APETALA2/Ethylene-responsiveElementBindingProtein)、MYB、bZIP(BasicLeucineZipper)和WRKY等轉錄因子家族(ZHANGetal.,2019)。NAC轉錄因子家族NAC轉錄因子是根據(jù)矮牽牛NAM(NOAPICALMERISTEM)、擬南芥ATAF1/2和CUC2基因首字母命名為NAC，這三個基因編碼的蛋白氨基端均含有高度保守的結構域，因此該結構域被命名為NAC結構域，所有含有NAC結構域的蛋白均命名為NAC轉錄因子。根據(jù)NAC結構域的保守程度可將其分為A-E五個亞結構域，其中A、C和D結構域保守度較高，C和D結構域與DNA

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Fosmid library construction and screening for the maize mutant gene Vestigial glume 1[J]. Chaoxian Liu,Xiaoli Liu,Lei Lei,Haiying Guan,Yilin Cai.  The Crop Journal. 2016(01)
[2]內(nèi)生菌對植物抗干旱脅迫能力的影響研究進展[J]. 曹凱,李遠婷,安登第,張瑞.  生物技術通報. 2015(09)
[3]A Novel Mitogen-Activated Protein Kinase Gene in Maize （Zea mays）,ZmMPK3,is Involved in Response to Diverse Environmental Cues[J]. Jinxiang Wang1,Haidong Ding2,Aying Zhang1,Fangfang Ma1,Jianmei Cao1 and Mingyi Jiang1,3 1College of Life Sciences,Nanjing Agricultural University,Nanjing 210095,China 2College of Biosciences and Biotechnology,Yangzhou University,Yangzhou 225009,China 3National Key Laboratory of Crop Genetics and Germplasm Enhancement,Nanjing Agricultural University,Nanjing 210095,China.  Journal of Integrative Plant Biology. 2010(05)

博士論文
[1]玉米ZmSNAC1和高粱SbSNAC1基因的克隆與功能分析[D]. 盧敏.中國農(nóng)業(yè)科學院 2013

碩士論文
[1]農(nóng)業(yè)轉基因技術的社會問題研究[D]. 白潔.云南農(nóng)業(yè)大學 2017



本文編號：2970864