本文關鍵詞：馬鈴薯StSnRK2基因家族啟動子功能初步分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：干旱、高鹽、極溫以及氧化脅迫都嚴重制約著植物的生長發(fā)育,導致作物產(chǎn)量下降以及品質(zhì)不佳等問題的產(chǎn)生。為解決此類問題,各個國家的科學研究人員都有一個共同的目標,就是明確植物在逆境環(huán)境下產(chǎn)生的抵抗機制以及如何提高植物自身抵抗各種逆境的能力。蔗糖非酵解型蛋白激酶2(Sucrose non-fermenting1-related protein kinase 2,SnRK2)是植物所特有的能夠應答非生物脅迫的蛋白激酶。目前,馬鈴薯中的SnRK2基因家族的8個成員已經(jīng)被克隆出來,分別為StSnRK2.1~2.8。啟動子作為轉(zhuǎn)錄水平上的重要調(diào)控元件,在基因表達過程中發(fā)揮重要作用,其通過與多種轉(zhuǎn)錄因子相結(jié)合進而確定基因的表達模式及表達強度。目前,多種物種中的SnRK2基因家族的基因已被大量分離并對其功能有了一定的了解,但是對這一家族基因啟動子的研究很少。本研究對StSnRK2轉(zhuǎn)基因煙草進行抗逆性分析的同時,探究了SnRK2基因家族啟動子在植物體內(nèi)的表達特性,從馬鈴薯SnRK2基因家族中PCR擴增獲得基因上游序列,對其做了初步的誘導功能分析。主要研究結(jié)果如下:1.對StSnRK2.3-、StSnRK2.5-、StSnRK2.6-和StSnRK2.8-轉(zhuǎn)基因煙草在PEG和NaCl脅迫下的生物學特性和生理生化特性進行了研究,結(jié)果表明過表達StSnRK2.3、StSnRK2.5、StSnRK2.6和StSnRK2.8基因的轉(zhuǎn)化煙草相較于非轉(zhuǎn)基因煙草有明顯的抗逆性,明確它們對煙草在干旱和鹽逆境中的生存具有重要作用。2.利用常規(guī)PCR法,從馬鈴薯基因組中克隆得到基因翻譯起始位點上游啟動子序列,片段大小分別為977bp、961bp、855bp、932bp、766bp、763bp、686bp大小,命名為pStSnRK2.1、pStSnRK2.2、pStSnRK2.3、pStSnRK2.4、pStSnRK2.5、pStSnRK2.6、pStSnRK2.8。通過軟件進行序列分析,結(jié)果表明這些啟動子序列中不僅包含啟動子的基本元件,還包含與非生物脅迫誘導相關的調(diào)控元件。3.為了分析SnRK2基因家族啟動子的功能,構(gòu)建了該基因啟動子與GUS報告基因嵌合的植物表達載體,本研究中成功構(gòu)建四個啟動子植物表達載體,分別為pBI121-pStSnRK2.3、pBI121-pStSnRK2.5、pBI121-pStSnRK2.6和pBI121-pStSnRK2.8。農(nóng)桿菌介導轉(zhuǎn)化煙草,經(jīng)過一系列抗生素(卡那霉素)的篩選和PCR擴增驗證,獲得轉(zhuǎn)基因植株。4.對pStSnRK2.3-、pStSnRK2.5-、pStSnRK2.6-和pStSnRK2.8-轉(zhuǎn)基因煙草植株的不同植物組織進行GUS組織化學染色試驗,結(jié)果顯示它們都能在轉(zhuǎn)基因煙草各組織(根、莖、葉)中觀測到藍色染色情況。進一步通過測量各組織的GUS酶活性,結(jié)果顯示,在煙草植株的莖、葉和根中均有表達。表明這些啟動子在轉(zhuǎn)基因煙草中并不具有組織特異性,而且能夠驅(qū)動基因穩(wěn)定表達。5.對pStSnRK2.3-、pStSnRK2.5-、pStSnRK2.6-和pStSnRK2.8-轉(zhuǎn)基因煙草植株進行非生物脅迫處理,檢測GUS酶活性,結(jié)果顯示它們在受到ABA、NaCl和PEG脅迫誘導后其活性各不相同。其中pStSnRK2.3對ABA和NaCl的誘導脅迫反應相對強烈,對PEG脅迫則反應微弱。pStSnRK2.5和pStSnRK2.8不響應ABA誘導激活,而強烈響應NaCl和PEG誘導。pStSnRK2.6不受ABA誘導激活,受NaCl和PEG的誘導激活,而且對NaCl的響應比對PEG的響應強烈。
【關鍵詞】：馬鈴薯 StSnRK2基因 啟動子 功能分析
【學位授予單位】：甘肅農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S532;Q943.2
【目錄】：

• 摘要2-4
• Summary4-6
• 縮略詞表6-9
• 第一章 文獻綜述9-18
• 1.1 植物響應非生物脅迫的機制9-10
• 1.1.1 植物蛋白激酶的功能機制9-10
• 1.1.2 植物蛋白激酶的類型10
• 1.2 SnRK2蛋白激酶家族10-12
• 1.2.1 SnRK2蛋白激酶家族的結(jié)構(gòu)10-11
• 1.2.2 SnRK2基因家族的活性以及調(diào)控網(wǎng)絡11
• 1.2.3 SnRK2蛋白激酶的研究進展11-12
• 1.2.4 馬鈴薯SnRK2蛋白激酶的研究12
• 1.3 植物基因啟動子概述12-17
• 1.3.1 啟動子類型13-14
• 1.3.2 植物啟動子的核心結(jié)構(gòu)及功能14-15
• 1.3.3 研究啟動子的方法15-17
• 1.4 本研究的目的與意義17-18
• 第二章 StSnRK2-轉(zhuǎn)基因煙草的抗逆性研究18-25
• 2.1 試驗材料18
• 2.2 試驗方法18
• 2.2.1 StSnRK2-轉(zhuǎn)基因煙草的抗旱性和耐鹽性分析18
• 2.2.2 相關生理指標的測定18
• 2.3 結(jié)果與分析18-22
• 2.3.1 轉(zhuǎn)基因煙草的抗逆生物學特性分析18-19
• 2.3.2 StSnRK2-轉(zhuǎn)基因煙草對滲透脅迫的響應19-22
• 2.4 討論22-24
• 2.5 結(jié)論24-25
• 第三章 馬鈴薯StSnRK2基因啟動子克隆與表達載體的構(gòu)建25-41
• 3.1 試驗材料、菌株和試劑25
• 3.2 試驗方法25-30
• 3.2.1 馬鈴薯StSnRK2基因啟動子的克隆與序列分析25-28
• 3.2.2 表達載體的構(gòu)建和重組子的驗證28-29
• 3.2.3 農(nóng)桿菌感受態(tài)細胞的制備和轉(zhuǎn)化29-30
• 3.3 結(jié)果與分析30-39
• 3.3.1 StSnRK2基因啟動子的擴增30
• 3.3.2 StSnRK2基因啟動子的序列分析30-36
• 3.3.3 StSnRK2基因啟動子克隆載體重組子的驗證36-37
• 3.3.4 StSnRK2基因啟動子表達載體重組子的驗證37-39
• 3.4 討論39
• 3.5 結(jié)論39-41
• 第四章 StSnRK2基因啟動子轉(zhuǎn)化煙草及其功能分析41-54
• 4.1 試驗材料41
• 4.2 試驗方法41-43
• 4.2.1 植物表達載體pBI121-pStSnRK2轉(zhuǎn)化煙草41
• 4.2.2 轉(zhuǎn)基因煙草非生物脅迫處理41-42
• 4.2.3 GUS組織化學染色42
• 4.2.4 GUS酶活性的測定42-43
• 4.3 結(jié)果與分析43-50
• 4.3.1 植物表達載體導入農(nóng)桿菌的驗證43
• 4.3.2 轉(zhuǎn)基因煙草的獲得以及Kana抗性篩選轉(zhuǎn)化植株43-46
• 4.3.3 StSnRK2基因啟動子驅(qū)動GUS基因在轉(zhuǎn)基因煙草中的穩(wěn)定遺傳表達46
• 4.3.4 StSnRK2基因啟動子的誘導特性分析46-50
• 4.4 討論50-53
• 4.4.1 StSnRK2基因啟動子轉(zhuǎn)基因煙草的組織特異表達51
• 4.4.2 非生物脅迫下pStSnRK2-轉(zhuǎn)基因煙草的表達模式51-53
• 4.5 結(jié)論53-54
• 參考文獻54-63
• 致謝63-64
• 作者簡介64-65
• 導師簡介65-66

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 魏桂民;張金文;王蒂;張俊蓮;陸艷梅;高宜峰;;馬鈴薯sgt2基因啟動子的克隆及其活性分析[J];甘肅農(nóng)業(yè)大學學報;2014年01期

2 胡鵬偉;何朝勇;洪嵐;李玲;;AREB/ABF轉(zhuǎn)錄因子響應脅迫信號的網(wǎng)絡調(diào)控[J];植物生理學報;2013年06期

3 王舟;劉建秀;;DREB/CBF類轉(zhuǎn)錄因子研究進展及其在草坪草和牧草抗逆基因工程中的應用[J];草業(yè)學報;2011年01期

4 陳t，

本文編號：428422