本文關(guān)鍵詞：植物抗逆基因GmCBL1，GmPK12和AtBSK5的分離與功能分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：植物的生長發(fā)育與所在環(huán)境緊密相關(guān),各種環(huán)境因素直接影響著植物的生長發(fā)育,這些因素如高鹽、干旱、高溫、凍害等。這些不利的環(huán)境條件嚴重影響了我國的農(nóng)作物生長和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。為了應(yīng)對和適應(yīng)這些不利的環(huán)境條件,植物內(nèi)部自我進化發(fā)展形成了一系列的防御體系和應(yīng)對措施,這其中有許多非生物脅迫應(yīng)答基因的參與這一系列過程的調(diào)控。隨著基因組測序技術(shù)和基因功能研究方法的不斷發(fā)展和完善,許多與生物脅迫相關(guān)的基因逐步被人們所發(fā)現(xiàn)。例如有多個高鹽,干旱和低溫等逆境脅迫應(yīng)答基因在非生物脅迫中行使的功能并已經(jīng)被鑒定了他們在非生物脅迫中行使的功能,還將他們應(yīng)用到作物改良中并取得了一定的成果并將他們應(yīng)用到作物改良中,但仍有很多非生物脅迫相關(guān)的基因需要進行克隆鑒定。本研究主要內(nèi)容是從大豆、擬南芥中分離兩個蛋白激酶和一個大豆類鈣調(diào)磷酸酶B亞基蛋白基因(Calcineurin B-like protein, CBL),以及用不同的遺傳學(xué)方法分析了它們在響應(yīng)逆境脅迫、調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育等方面的功能。 1,CBL基因家族廣泛地參與植物非生物脅迫信號的應(yīng)答,它們在多種植物中被克隆和報道,但在大豆中這類基因的研究尚未有報道。本研究克隆了大豆類鈣調(diào)磷酸酶B亞基蛋白基因GmCBL1,研究表明,GmCBL1受到多種非生物脅迫和植物激素的誘導(dǎo)表達。GmCBL1氨基酸結(jié)構(gòu)包含保守的豆蔻�；稽c和四個EF手型結(jié)構(gòu),同源比較顯示它與擬南芥中AtCBL1同源性最高。亞細胞定位顯示該基因定位在細胞膜上。過表達GmCBL1顯著提高了轉(zhuǎn)基因擬南芥的多種抗性,包括耐鹽性和抗旱性。分子生物學(xué)分析表明GmCBL1過表達顯著上調(diào)了多個非生物脅迫應(yīng)答基因的表達。此外,過表達GmCBL1還促進了在光照條件下擬南芥下胚軸的伸長。進一步分析顯不,GmCBL1的過表達提高了赤霉素合成相關(guān)基因的表達,表明GmCBL1可能參與了赤霉素和光介導(dǎo)的下胚軸的生長發(fā)育信號途徑。 2,本研究克隆了一個大豆蛋白激酶基因GmPK12,氨基酸序列分析顯示該基因編碼一個典型的蛋白激酶。它的表達受多種非生物脅迫和植物激素的誘導(dǎo),用GmPK12-GFP融合蛋白將GmPK12定位在擬南芥葉片原生質(zhì)體的質(zhì)膜和細胞核中,GmPK12的啟動子驅(qū)動β-葡糖醛酸酶基因(GUS)的表達主要分布在擬南芥植株的根尖分生組織、莖維管束系統(tǒng)、葉脈等。過表達GmPK12顯著提高了轉(zhuǎn)基因擬南芥和煙草的多種非生物脅迫抗性,包括耐鹽性,抗寒性等；另外也提高了轉(zhuǎn)基因植物種子的萌發(fā)能力。此外,過表達該基因也顯著提高了小麥的抗逆性。分子生物學(xué)實驗檢測分析表明GmPK12過表達顯著上調(diào)了多個非生物脅迫應(yīng)答基因的表達。 3,本研究分析了擬南芥中一個與植物抗逆相關(guān)的蛋白激酶AtBSK5,是油菜素內(nèi)酯信號通路的成分之一。與GmPK12不一樣的是,AtBSK5定位在植物細胞的細胞膜上,在細胞核內(nèi)未觀察到有它的表達。研究表明AtBSK5也受到多種非生物脅迫和植物激素的誘導(dǎo)表達。反向遺傳學(xué)實驗研究表明,AtBSK5突變造成了種子萌發(fā)和后期生長發(fā)育對鹽和ABA都非常敏感。AtBSK5的突變引起的鹽敏感有相當一部分是源于體內(nèi)ABA合成上調(diào),同時分子生物學(xué)研究表明AtBSK5的突變引起了多個ABA合成基因的表達變化。 本研究克隆三個來自大豆和擬南芥中與逆境脅迫相關(guān)的基因,并分析了它們的生物學(xué)功能,這些研究結(jié)果可能為改善作物耐鹽、抗旱性、耐低溫等植物抗性提供基因資源和理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：擬南芥 大豆 蛋白激酶 類鈣調(diào)磷酸酶B亞基蛋白 非生物脅迫 信號應(yīng)答 生長發(fā)育
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：Q943.2
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-31
• 1.1 植物基因功能的研究方法概述10-16
• 1.2 植物抗逆機理研究進展16-22
• 1.3 鈣信使在植物適應(yīng)非生物逆境中的作用22-25
• 1.4 植物蛋白激酶的研究進展25-29
• 1.5 本實驗研究的目的意義和技術(shù)線路29-31
• 2 大豆GmCBL1基因的分離和功能分析31-59
• 2.1 實驗材料31
• 2.2 實驗方法和步驟31-46
• 2.3 結(jié)果與分析46-56
• 2.4 討論56-59
• 3 大豆蛋白激酶基因GmPK12的分離和功能分析59-97
• 3.1 實驗材料59-60
• 3.2 實驗方法和步驟60-73
• 3.3 結(jié)果與分析73-93
• 3.4 討論93-97
• 4 擬南芥蛋白激酶基因AtBSK5的分離和功能分析97-112
• 4.1 實驗材料97
• 4.2 實驗方法和步驟97-101
• 4.3 結(jié)果和分析101-109
• 4.4 討論109-112
• 5 總結(jié)和展望112-115
• 5.1 全文總結(jié)112-113
• 5.2 有待繼續(xù)開展的工作113-115
• 致謝115-116
• 參考文獻116-128
• 附錄一 博士期間發(fā)表和待發(fā)表的論文128-129
• 附錄二 小麥愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)基配方129-130
• 附錄三 酵母轉(zhuǎn)化所需溶液配方130

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 殷桂香;佘茂云;高翔;王瑾;葉興國;;植物果聚糖合成酶基因克隆及特性分析[J];中國生物工程雜志;2009年02期

2 蘇杰;叢靖宇;劉國軍;;植物抗非生物脅迫基因工程研究進展[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2009年25期

3 冀蘆沙;賀立龍;王紅霞;郭尚敬;;擬南芥高遷移率族蛋白B族基因At2G34450的表達及功能鑒定(摘要)(英文)[J];Agricultural Science & Technology;2010年07期

4 高武軍;李書粉;常生輝;李鎖平;;植物抵御非生物脅迫的內(nèi)源性保護物質(zhì)及其作用機制[J];植物生理學(xué)通訊;2006年02期

5 李翠;柯學(xué);龔明;;一氧化氮合酶(NOS)在植物逆境脅迫中的作用[J];安徽農(nóng)學(xué)通報(上半月刊);2009年09期

6 程思思;乙引;張習敏;馬琛;;雙向電泳技術(shù)在植物應(yīng)答非生物脅迫蛋白質(zhì)組學(xué)研究中的應(yīng)用[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2010年03期

7 李翠;柯學(xué);;一氧化氮合酶(NOS)在植物逆境脅迫中的作用[J];德宏師范高等專科學(xué)校學(xué)報;2008年04期

8 馮軍;鄭彩霞;;DREB轉(zhuǎn)錄因子在植物非生物脅迫中的作用及應(yīng)用研究[J];植物生理學(xué)報;2011年05期

9 楊貴春,高繼國,邢少辰;植物抗非生物脅迫基因工程的研究進展[J];吉林農(nóng)業(yè)科學(xué);2005年04期

10 李書粉;孫富叢;肖理慧;高武軍;盧龍斗;;植物對非生物脅迫應(yīng)答的轉(zhuǎn)錄因子及調(diào)控機制[J];西北植物學(xué)報;2006年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 胡茂龍;龍衛(wèi)華;高建芹;陳新軍;張潔夫;陳松;浦惠明;戚存扣;;油菜2個谷胱甘肽過氧化物酶基因的克隆及其在非生物脅迫下的表達[A];現(xiàn)代分子植物育種與糧食安全研討會論文集[C];2011年

2 孫霞;劉晉躍;袁曉輝;潘相文;杜維廣;任海祥;邱麗娟;劉寶輝;;非生物脅迫誘導(dǎo)的GmMYB克隆與表達分析[A];中國作物學(xué)會50周年慶祝會暨2011年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

3 張大勇;易金鑫;許玲;徐照龍;何曉蘭;黃益洪;劉曉慶;馬鴻翔;;GmZFP和GmTIP協(xié)同調(diào)控大豆耐非生物脅迫的分子機理研究[A];現(xiàn)代分子植物育種與糧食安全研討會論文集[C];2011年

4 李莉;李毅;王長春;王鋒青;楊玲;;番茄LeCIPK的克隆及其在非生物脅迫下的表達分析[A];第六屆中國植物逆境生理學(xué)與分子生物學(xué)學(xué)術(shù)研討會論文摘要匯編[C];2010年

5 劉淼;王志坤;武小霞;韓英鵬;馬有志;邱麗娟;李文濱;;通過轉(zhuǎn)小麥DRE結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子TaDREB3a提高大豆抗非生物脅迫能力的研究[A];2009年中國作物學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2009年

6 蔣昌華;胡永紅;徐健遙;張浩;石金磊;李敏;王雅瓊;明鳳;;高溫誘導(dǎo)表達的月季RcHSP17.8基因提高大腸桿菌對非生物脅迫的耐性[A];全國植物分子育種研討會摘要集[C];2009年

7 劉慶周;劉玉鯤;武玉葉;李德全;;擬南芥AtSP1基因抗逆生理功能的初步研究[A];第六屆中國植物逆境生理學(xué)與分子生物學(xué)學(xué)術(shù)研討會論文摘要匯編[C];2010年

8 畢佳佳;梁衛(wèi)紅;;OsMPK14基因與水稻非生物脅迫應(yīng)答有關(guān)[A];中國遺傳學(xué)會植物遺傳和基因組學(xué)專業(yè)委員會2009年學(xué)術(shù)研討會論文摘要匯編[C];2009年

9 李敏;蔣昌華;胡永紅;張浩;王堯峰;明鳳;;月季小分子熱激蛋白Rchsp17.8基因轉(zhuǎn)化煙草的多種非生物脅迫耐性研究[A];上海市植物生理學(xué)會成立三十周年慶�；顒郁叩谌龑蒙虾Ｊ兄参锷韺W(xué)青年學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2009年

10 程彥偉;陳熙;齊耀程;李建友;張煒;;水稻抗鹽相關(guān)蛋白的鑒定及功能研究[A];全國植物分子育種研討會摘要集[C];2009年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 國家林業(yè)局科技司;林業(yè)抗旱救災(zāi)科技實用技術(shù)(下)[N];科技日報;2009年

2 中國科學(xué)院研究生院 吳曉東;植物生理學(xué)的四種趨勢[N];光明日報;2002年

3 葛勝娟;國際水稻研究所育種現(xiàn)狀與展望[N];農(nóng)民日報;2001年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李之勇;植物抗逆基因GmCBL1，GmPK12和AtBSK5的分離與功能分析[D];華中科技大學(xué);2013年

2 王希;野生大豆非生物脅迫相關(guān)水通道蛋白基因克隆及功能分析[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

3 張春寶;栽培大豆非生物脅迫誘導(dǎo)的蛋白激酶基因GmGSK的克隆及功能分析[D];東北師范大學(xué);2010年

4 鄧小敏;小麥CBL基因和CIPK基因的克隆及在非生物脅迫中的功能研究[D];華中科技大學(xué);2013年

5 王小敏;玉米SKIP同源基因ZmSKIP的克隆及在非生物脅迫中的功能分析[D];重慶大學(xué);2012年

6 張秀娟;擬南芥類受體蛋白激酶CRK45對生物和非生物脅迫的響應(yīng)[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

7 徐曉杰;植物防衛(wèi)反應(yīng)中的單線氧及小G蛋白Ran[D];中國科學(xué)院研究生院（上海生命科學(xué)研究院）;2006年

8 萬佳;逆境應(yīng)答基因OsHSP81和OsCaMBP的克隆與分析[D];四川農(nóng)業(yè)大學(xué);2008年

9 孟超敏;陸地棉逆境脅迫相關(guān)同源基因的克隆及其在非生物脅迫下的表達特性分析[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2008年

10 彭彥輝;膜通道蛋白與植物對滲透脅迫的響應(yīng)[D];中國科學(xué)院研究生院（上海生命科學(xué)研究院）;2005年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王軍一;人工嵌合啟動子的構(gòu)建及其脅迫誘導(dǎo)性分析[D];山東師范大學(xué);2005年

2 楊獻光;水稻糖原合成酶激酶基因（OsGSK1）的克隆及功能分析[D];河北師范大學(xué);2005年

3 劉武;JERF3在轉(zhuǎn)基因水稻中的功能分析[D];湖南農(nóng)業(yè)大學(xué);2007年

4 王大慶;激光輻射誘導(dǎo)水稻日本晴轉(zhuǎn)座子mPing轉(zhuǎn)座激活和可遺傳DNA甲基化變異研究[D];東北師范大學(xué);2009年

5 張維靜;過量和誘導(dǎo)表達APX基因?qū)γ讞羁鼓婺芰Φ挠绊慬D];山東師范大學(xué);2009年

6 代立新;誘導(dǎo)調(diào)控型人工嵌合啟動子的功能研究[D];山東師范大學(xué);2009年

7 徐丹;擬南芥EARLI1基因在生物和非生物脅迫中的抗性功能[D];西北大學(xué);2010年

8 黃定全;GCC盒、D盒、JERE盒和JEGC盒在水稻中的功能分析[D];福建農(nóng)林大學(xué);2010年

9 周帥;非生物脅迫對香樟揮發(fā)物及熒光特性的影響[D];浙江農(nóng)林大學(xué);2012年

10 田文鵬;擬南芥synaptotagmin家族組織定位及非生物脅迫表達譜研究[D];蘭州大學(xué);2011年

  本文關(guān)鍵詞：植物抗逆基因GmCBL1，，GmPK12和AtBSK5的分離與功能分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：277952