辣椒SBP-box基因家族分析及CaSBP11和CaSBP12基因功能的鑒定
本文關(guān)鍵詞:辣椒SBP-box基因家族分析及CaSBP11和CaSBP12基因功能的鑒定,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:辣椒(Capsicum annuum L.)是一種具有極高經(jīng)濟價值的重要蔬菜作物,在全世界范圍內(nèi)廣泛栽培。然而,辣椒的病蟲害卻日益嚴(yán)重。尤其是由土傳病害辣椒疫霉菌(Phytophthora capsici)侵染引起的辣椒疫病(Phytophthora blight),對辣椒產(chǎn)業(yè)化發(fā)展已經(jīng)形成了制約。防治疫病發(fā)生的方法雖然很多,但效果并不是很好,有的還造成了很大的副作用。因此,利用分子生物技術(shù)開展抗疫病基因的尋找與抗性機理的研究具有很重要的意義。而SBP-box基因家族是植物特有的一類轉(zhuǎn)錄因子家族。廣泛地參與到植物的代謝調(diào)控、生長發(fā)育以及對逆境的脅迫響應(yīng),如激素應(yīng)答、果實、花和孢子發(fā)育、以及抗病原菌侵染等。然而,SBP-box基因家族在辣椒中的功能并不清楚。除此之外,本研究從實驗室前期所建立的辣椒對不同親合型疫霉菌生理小種的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫中也篩選出一個辣椒SBP-box差異表達基因(CaSBP05)。因此對辣椒SBP-box基因家族進行了分析,并對兩個差異表達基因CaSBP11和CaSBP12進行了功能鑒定,旨在為探尋辣椒對疫霉菌的抗性機理提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:1.對辣椒SBP-box家族基因進行了生物信息學(xué)分析。在辣椒中鑒定了15個SBP-box基因,分布在7條染色體上。序列分析表明這個基因家族成員含有76個氨基酸左右的保守結(jié)構(gòu)域,具有C3H、C2HC型的兩個辛指結(jié)構(gòu)和一個核定位信號,進化樹分析表明辣椒SBP-box家族基因可被分為6組,其中辣椒SBP-box基因與雙子葉植物的進化關(guān)系較近。除此之外,同源性分析表明,辣椒基因組中有4對同源基因,而辣椒與擬南芥基因組中有10對同源基因。2.分析了辣椒SBP-box家族基因的組織表達特性。結(jié)果表明:辣椒SBP-box基因在各組織中的表達模式可分為兩類,一類是組成型表達,一類是差異表達。并且,組成型表達的基因在各檢測組織中的表達量都較低。總的來說,辣椒SBP-box基因在葉中的表達量最高,莖和根次之,果和花最低。3.對辣椒SBP-box基因進行了辣椒疫霉菌與效應(yīng)劑處理下的表達模式分析。結(jié)果表明:7個辣椒SBP-box基因(CaSBP01、02、04、05、06、11、12和13)在親和與非親和疫霉菌的侵染下呈現(xiàn)上調(diào)表達模式,而5個(CaSBP07、09、10、14和15)CaSBP基因呈下調(diào)表達模式。CaSBP03和CaSBP08兩個基因在親和疫霉菌侵染下呈上調(diào)表達模式,在非親和疫霉菌侵染下呈下調(diào)表達模式。SA與MeJA生物合成相應(yīng)的抑制劑(PBZ和SHAM)處理表明,辣椒SBP-box基因在抑制劑處理6h時,基因的表達量達到最低,用相應(yīng)的誘導(dǎo)劑(SA、MeJA)處理后發(fā)現(xiàn),基因的表達量有所上升,但MeJA處理后峰值出現(xiàn)的比SA處理后的早。4.利用病毒誘導(dǎo)的基因沉默(VIGS)技術(shù)對接種疫霉菌后篩選出的兩個差異表達基因CaSBP11與CaSBP12進行了功能的初步鑒定。CaSBP11與CaSBP12基因沉默植株的表型與陰性對照植株相比沒有明顯的差異,且沉默效率達到60%;對沉默的植株進行離體葉片的抗病檢測結(jié)果顯示,沉默植株的抗病性增強,根系活力增強,說明CaSBP11與CaSBP12基因在辣椒對辣椒疫病的抗性過程中可能起負(fù)向調(diào)控的作用。另外,對沉默植株的鹽脅迫表明,其在鹽脅迫過程中可能起正向調(diào)控的作用。
【關(guān)鍵詞】:辣椒 SBP-box家族基因 疫霉菌 VIGS 基因功能鑒定
【學(xué)位授予單位】:西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:S641.3
【目錄】:
- 摘要5-7
- ABSTRACT7-11
- 第一章 文獻綜述11-15
- 1.1 辣椒疫病的危害與防治11
- 1.1.1 辣椒疫病的危害11
- 1.1.2 辣椒疫病的防治11
- 1.2 辣椒對疫病的抗性遺傳規(guī)律及抗病基因的研究進展11-12
- 1.2.1 抗性遺傳規(guī)律11-12
- 1.2.2 抗病基因的研究進展12
- 1.3 SBP-box基因家族的研究進展12-13
- 1.3.1 SBP-box基因家族的起源與發(fā)展12-13
- 1.3.2 SBP轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)構(gòu)特征13
- 1.3.3 SBP轉(zhuǎn)錄因子在逆境脅迫中的作用13
- 1.4 本研究的目的意義及主要研究內(nèi)容13-15
- 1.4.1 目的意義13-14
- 1.4.2 研究內(nèi)容14-15
- 第二章 辣椒SBP-box家族基因的鑒定與分析15-28
- 2.1 試驗材料15
- 2.2 試驗方法15-16
- 2.2.1 辣椒SBP-box家族基因的鑒定與注釋15
- 2.2.2 辣椒SBP-box家族基因序列比對、進化樹及外顯子內(nèi)含子結(jié)構(gòu)分析15
- 2.2.3 辣椒SBP-box基因家族染色體定位及同源性分析15-16
- 2.2.4 植株培養(yǎng)、疫霉菌接種與外源物質(zhì)處理16
- 2.2.5 RNA提取和RT-PCR16
- 2.3 結(jié)果與分析16-26
- 2.3.1 辣椒SBP-box家族基因的鑒定與注釋16-17
- 2.3.2 辣椒SBP-box家族基因序列比對、進化樹及外顯子內(nèi)含子結(jié)構(gòu)分析17-20
- 2.3.3 辣椒SBP-box基因家族染色體定位及同源性分析20-23
- 2.3.4 辣椒SBP-box基因的組織特異性表達分析23
- 2.3.5 辣椒SBP-box基因在疫霉菌侵染和抑制劑處理下的表達模式分析23-26
- 2.4 討論26-28
- 第三章 辣椒CaSBP11基因功能的初步研究28-37
- 3.1 試驗材料28
- 3.1.1 植物材料與辣椒疫霉菌菌株28
- 3.1.2 試驗載體28
- 3.1.3 酶及主要試劑28
- 3.2 試驗方法28-29
- 3.2.1 非生物脅迫處理28
- 3.2.2 RNA提取和RT-PCR28
- 3.2.3 病毒載體的構(gòu)建28-29
- 3.2.4 農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化29
- 3.2.5 農(nóng)桿菌侵染29
- 3.2.6 辣椒植株沉默效率檢測以及抗病性鑒定29
- 3.2.7 辣椒沉默植株耐鹽性鑒定29
- 3.3 結(jié)果與分析29-35
- 3.3.1 非生物脅迫處理下的表達模式分析29-30
- 3.3.2 辣椒植株沉默效率的檢測及抗病性鑒定30-34
- 3.3.3 CaSBP11基因沉默植株的耐鹽性鑒定34-35
- 3.4 討論35-37
- 第四章 辣椒CaSBP12基因功能的初步研究37-45
- 4.1 試驗材料37
- 4.1.1 植物材料與辣椒疫霉菌菌株37
- 4.1.2 試驗載體37
- 4.1.3 酶及主要試劑37
- 4.2 試驗方法37
- 4.3 結(jié)果與分析37-43
- 4.3.1 CaSBP12在非生物脅迫處理下的表達模式分析37-38
- 4.3.2 辣椒植株沉默效率的檢測及抗病性鑒定38-42
- 4.3.3 沉默植株的耐鹽性鑒定42-43
- 4.4 討論43-45
- 第五章 結(jié)論45-46
- 參考文獻46-51
- 附錄51-59
- 致謝59-60
- 作者簡介60
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