【摘要】：在逆境脅迫下,植物積累了大量的活性氧(ROS),導(dǎo)致膜脂、DNA及細(xì)胞組分的嚴(yán)重?fù)p傷,從而嚴(yán)重影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育、分布及品質(zhì)的形成。過(guò)氧化氫酶(CAT)屬血紅蛋白酶類,有催化過(guò)氧化氫降解為分子氧和水,避免過(guò)氧化氫毒害的作用,CAT的過(guò)量表達(dá)可有效清除植株體內(nèi)的ROS,提高其對(duì)氧化脅迫的抗性。本研究克隆了長(zhǎng)白落葉松的CAT基因(LoCAT),通過(guò)生物信息學(xué)方法分析該基因,對(duì)其編碼的蛋白質(zhì)進(jìn)行了預(yù)測(cè),并采用實(shí)時(shí)熒光定量RT-PCR分析了該基因的組織表達(dá)特異性和應(yīng)對(duì)非生物脅迫的表達(dá)模式;此外,構(gòu)建LoCAT基因的植物表達(dá)載體,并轉(zhuǎn)化到煙草和長(zhǎng)白落葉松基因組中;在干旱和鹽脅迫下分別對(duì)轉(zhuǎn)基因煙草的抗性植株和長(zhǎng)白落葉松的抗性愈傷組織進(jìn)行相關(guān)生理指標(biāo)的測(cè)定分析,以驗(yàn)證其基因功能。主要研究結(jié)果如下:(1)以長(zhǎng)白落葉松轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得的CAT基因全長(zhǎng)序列設(shè)計(jì)引物,克隆得到長(zhǎng)白落葉松CAT基因。該基因完整的開(kāi)放閱讀框(ORF)長(zhǎng)度為954bp,共編碼317個(gè)氨基酸。系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)分析,長(zhǎng)白落葉松與北美云杉、銀杏等親緣關(guān)系較近。(2)利用實(shí)時(shí)熒光定量RT-PCR技術(shù)分析了LoCA 基因在長(zhǎng)白落葉松中的組織表達(dá)特異性和應(yīng)對(duì)非生物脅迫的表達(dá)。LoCAT基因在長(zhǎng)白落葉松的根、莖、葉中均有表達(dá),其中在莖部表達(dá)量最低,在葉中相對(duì)表達(dá)量最高。LoCAT基因在干旱和鹽脅迫誘導(dǎo)下,其表達(dá)量整體上調(diào)。(3)構(gòu)建LoCAT基因的植物表達(dá)載體,通過(guò)農(nóng)桿菌介導(dǎo)法轉(zhuǎn)化煙草,對(duì)其轉(zhuǎn)基因及野生型株系分別進(jìn)行干旱及鹽脅迫處理,測(cè)定相關(guān)的生理指標(biāo)。轉(zhuǎn)基因煙草的CAT、SOD和POD活性均高于野生型煙草,而MDA含量低于野生型煙草,說(shuō)明轉(zhuǎn)LoCAT基因提高了煙草的抗旱性和耐鹽性。(4)通過(guò)農(nóng)桿菌介導(dǎo)法轉(zhuǎn)化長(zhǎng)白落葉松的胚性愈傷組織,對(duì)轉(zhuǎn)基因愈傷組織進(jìn)行相關(guān)抗逆生理指標(biāo)的測(cè)定,LoCAT基因提高了長(zhǎng)白落葉松抗性愈傷組織的抗氧化能力。
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S791.22
【圖文】：

圖１技術(shù)路線逡逑

圖２－２大腸桿菌菌液ＰＣＲ產(chǎn)物逡逑長(zhǎng)白落葉松基因生物信息學(xué)分析逡逑．１邋ＺｏＣＭｒ蛋白的理化性質(zhì)分析逡逑過(guò)ＥｘＰＡｓｙ分析顯示，長(zhǎng)白落葉松Ｇ４ｒ基因蛋白分子式為Ｃ１６７５Ｈ２５２0Ｎ４５６邋０邋４７７Ｓ開(kāi)放閱讀框（ＯＲＦ）長(zhǎng)度為９５４ｂｐ，共編碼３１７個(gè)氨基酸（如圖２－３）。對(duì)基酸序列進(jìn)行生物信息學(xué)分析，結(jié)果顯示：Ｃ４ｒ蛋白分子量為５６．８１ｋ邋Ｄ，含氨基酸（Ａｓｐ邋＋邋Ｇｌｕ）和帶正電的氨基酸（Ａｒｇ邋＋邋Ｌｙｓ）個(gè)數(shù)分別為４４和４０個(gè)電點(diǎn)（ｐｉ）為６．２１，脂溶指數(shù)６８．２６，總平均親水系數(shù)為－０．６４０，不穩(wěn)定系，說(shuō)明該蛋白為穩(wěn)定的酸性親水蛋白。逡逑

２．３．２．３蛋白跨膜結(jié)構(gòu)的分析與親疏水性的分析逡逑ＴＭＨＭＭ分析ＬｏＣ４ｒ蛋白跨膜結(jié)構(gòu)域，結(jié)果表明ＬｏＣｄｒ不具有跨膜結(jié)構(gòu)域，為非逡逑跨膜蛋白（如圖２－６）。親疏水性分析結(jié)果表明，該蛋白中第２６５位親水性最強(qiáng)，得分逡逑為－３．０２２邋（分值越低親水性越強(qiáng)，分值越高疏水性越強(qiáng)），第１５１位疏水性最強(qiáng)，得分逡逑為１．４８９

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前9條

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本文編號(hào)：2750832