番茄（Solanum lycopersicum）是栽培較為廣泛的喜溫蔬菜之一,在北方栽培過程中經(jīng)常遭受低溫脅迫,尤其是設(shè)施冬春茬栽培更是如此。低溫脅迫可導(dǎo)致番茄落花落果,嚴(yán)重影響番茄產(chǎn)量。生長素是影響植物花器官脫落的關(guān)鍵激素之一,YUCCA（YUC）家族作為生長素生物合成途徑中的關(guān)鍵基因,其功能雖在擬南芥中已有較深研究,但在番茄中的研究報道較少,特別是在番茄花器官脫落中更未見研究報道。本研究采用生物信息學(xué)方法,分析鑒定了番茄生長素生物合成途徑中的關(guān)鍵基因家族YUC/FZY,并對該家族基因進(jìn)行亞細(xì)胞定位及順式作用元件預(yù)測分析;進(jìn)而采用qRT-PCR技術(shù),分析了番茄不同部位FZY基因的表達(dá)模式,且采用VIGS技術(shù)研究在番茄花器官表達(dá)的基因?qū)ū撀涞挠绊?在此基礎(chǔ)上,對番茄進(jìn)行晝夜低溫（16/6℃）和低夜溫（25/6℃）脅迫處理,測定該家族在低溫下的表達(dá)模式,并觀察花粉發(fā)育情況、調(diào)查脫落率和坐果率,從而驗證低溫脅迫是否通過調(diào)控生長素合成途徑導(dǎo)致番茄落花落果。主要研究結(jié)果如下:采用生物信息學(xué)分析方法,明確了編碼番茄生長素合成的基因家族成員。在番茄基因組網(wǎng)站找到了可能編碼黃素單加氧酶FZY基因... 

【文章來源】： 楊曉茹 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

翻譯后修飾調(diào)節(jié)冷應(yīng)激下的CBF表達(dá)（Dingetal.2020）

沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文11Met會被催化為α-酮基-γ-甲基丁酸，它們參與乙烯生物合成途徑；其次，當(dāng)IPA水平過高時，另一種轉(zhuǎn)氨酶VAS1將IPA轉(zhuǎn)換回Trp，從而協(xié)調(diào)生長素和乙烯的生物合成。另外，由GH3型IAA-酰胺合成酶催化，將有活性的生長素與氨基酸偶聯(lián)（曾文芳等2015）；最后，IAA可以被雙加氧酶DAO不可逆地氧化從而失活。局部生長素的生物合成與降解維持了植物內(nèi)源生長素的穩(wěn)態(tài)，使植物以最佳的狀態(tài)生長（Zhangetal,2016）。圖1-2主要的生長素合成和代謝途徑（Zhao2018）。Fig.1-2Theprimaryauxinbiosynthesisandmetabolicpathway（Zhao2018）.1.2.4植物生長素合成的環(huán)境調(diào)控光照和溫度是影響植物發(fā)育的關(guān)鍵因素。蘋果幼苗在低溫處理后利用DR5::GUS染色顯示根中生長素含量均顯著下降（Yuanetal.2013）。進(jìn)一步轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)證實低溫抑制根系發(fā)育過程中，生長素合成基因YUC2顯著下調(diào)表達(dá)（Yuanetal.2013）。然而也存在低溫上調(diào)生長素的結(jié)果，如小麥經(jīng)歷21天4℃處理，在花穗上IAA含量明顯增加（Du2013）。低溫對生長素合成的影響可能因為物種和器官的不同產(chǎn)生不同的作用。YUC1和YUC4在光照和黑暗條件下快速響應(yīng)于傷口（在4小時內(nèi)）起作用并且促進(jìn)葉肉和感受態(tài)細(xì)胞中的生長素生物發(fā)生，而YUC5，YUC8和YUC9主要在黑暗條件下響應(yīng)（Chenetal.2016）。bHLH型轉(zhuǎn)錄因子PIF4（PHYTOCHROMEINTERACTINGFACTOR4）是植物熱形態(tài)發(fā)生的關(guān)鍵調(diào)控因子（Koinietal.2009）。PIF與光敏色素相互作用。當(dāng)在庇蔭處時，光敏色素B轉(zhuǎn)化為無活性的Pr形式，釋放PIF轉(zhuǎn)錄因子以激活YUC轉(zhuǎn)錄，導(dǎo)致局部生長素生物合成。在避蔭信號存在時，PIFs與靶向基因的啟動子（包括YUC基因）結(jié)合增強，從而激活它們的表達(dá)，低紅光/遠(yuǎn)紅光(R:FR)比率導(dǎo)致子葉中生長素水平增加（Pucciarielloe

1均含有3個外顯子和2個內(nèi)含子；SlFZY4-2與AtYUC9均含有2個外顯子和1個內(nèi)含子；AtYUC5只有一個外顯子。表明番茄與擬南芥生長素合成基因家族同源關(guān)系較近的成員具有相似的基因結(jié)構(gòu)。通過MEME分析YUC家族蛋白結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)（圖2-C），motif1-9為共有基序；SlFZY6,SlFZY7,SlFZY8和AtYUC10,AtYUC11不含有motif10,motif11，少數(shù)基因不含有motif12，半數(shù)以上不含有motif13和motif14。通過序列標(biāo)示圖發(fā)現(xiàn)（圖3）FAD,NADPH和WL(I/V)VATGENAE三個功能結(jié)構(gòu)域分別位于motif5,7,2中，F(xiàn)AD和NADPH具有較高的保守性，WL(I/V)VATGENAE比較保守。圖3-2番茄FZY基因家族的系統(tǒng)進(jìn)化樹(a)、基因結(jié)構(gòu)分析(b)及模體結(jié)構(gòu)域(c)Fig.3-2Phylogeneticanalysis(a),motiforganization(b)andexon-intronstructures(c)oftomatoFZYs通過對番茄FZY家族進(jìn)行亞細(xì)胞定位預(yù)測發(fā)現(xiàn)只有SlFZY2可能存在于葉綠體中，SlFZY5可能存在于細(xì)胞質(zhì)或葉綠體中，SlFZY7可能存在于細(xì)胞質(zhì)或質(zhì)膜上，另外6個蛋白可能在細(xì)胞質(zhì)中（表3-1）。前人研究表明，TAA/YUC途徑在細(xì)胞質(zhì)中完成生長素的生物合成，本試驗研究結(jié)果與該結(jié)論較為相符。0kb3kb3.5kb4kb4.5kb5kb1kb1.5kb2kb2.5kb0.5kbmotif1motif2motif3motif4motif5motif6motif7motif8motif9motif10motif11motif12motif13motif14FZY2FZY1FZY4-1FZY6FZY4-2FZY3FZY5FZY7FZY8ABC

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3000955