【摘要】：在逆境脅迫下,植物積累了大量的活性氧(ROS),導致膜脂、DNA及細胞組分的嚴重損傷,從而嚴重影響植物的生長發(fā)育、分布及品質(zhì)的形成。過氧化氫酶(CAT)屬血紅蛋白酶類,有催化過氧化氫降解為分子氧和水,避免過氧化氫毒害的作用,CAT的過量表達可有效清除植株體內(nèi)的ROS,提高其對氧化脅迫的抗性。本研究克隆了長白落葉松的CAT基因(LoCAT),通過生物信息學方法分析該基因,對其編碼的蛋白質(zhì)進行了預測,并采用實時熒光定量RT-PCR分析了該基因的組織表達特異性和應對非生物脅迫的表達模式;此外,構建LoCAT基因的植物表達載體,并轉(zhuǎn)化到煙草和長白落葉松基因組中;在干旱和鹽脅迫下分別對轉(zhuǎn)基因煙草的抗性植株和長白落葉松的抗性愈傷組織進行相關生理指標的測定分析,以驗證其基因功能。主要研究結果如下:(1)以長白落葉松轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫中獲得的CAT基因全長序列設計引物,克隆得到長白落葉松CAT基因。該基因完整的開放閱讀框(ORF)長度為954bp,共編碼317個氨基酸。系統(tǒng)進化樹分析,長白落葉松與北美云杉、銀杏等親緣關系較近。(2)利用實時熒光定量RT-PCR技術分析了LoCA 基因在長白落葉松中的組織表達特異性和應對非生物脅迫的表達。LoCAT基因在長白落葉松的根、莖、葉中均有表達,其中在莖部表達量最低,在葉中相對表達量最高。LoCAT基因在干旱和鹽脅迫誘導下,其表達量整體上調(diào)。(3)構建LoCAT基因的植物表達載體,通過農(nóng)桿菌介導法轉(zhuǎn)化煙草,對其轉(zhuǎn)基因及野生型株系分別進行干旱及鹽脅迫處理,測定相關的生理指標。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,說明轉(zhuǎn)LoCAT基因提高了煙草的抗旱性和耐鹽性。(4)通過農(nóng)桿菌介導法轉(zhuǎn)化長白落葉松的胚性愈傷組織,對轉(zhuǎn)基因愈傷組織進行相關抗逆生理指標的測定,LoCAT基因提高了長白落葉松抗性愈傷組織的抗氧化能力。
【學位授予單位】：東北林業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S791.22
【圖文】：

圖１技術路線逡逑

圖２－２大腸桿菌菌液ＰＣＲ產(chǎn)物逡逑長白落葉松基因生物信息學分析逡逑．１邋ＺｏＣＭｒ蛋白的理化性質(zhì)分析逡逑過ＥｘＰＡｓｙ分析顯示，長白落葉松Ｇ４ｒ基因蛋白分子式為Ｃ１６７５Ｈ２５２0Ｎ４５６邋０邋４７７Ｓ開放閱讀框（ＯＲＦ）長度為９５４ｂｐ，共編碼３１７個氨基酸（如圖２－３）。對基酸序列進行生物信息學分析，結果顯示：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）個數(shù)分別為４４和４０個電點（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蛋白跨膜結構的分析與親疏水性的分析逡逑ＴＭＨＭＭ分析ＬｏＣ４ｒ蛋白跨膜結構域，結果表明ＬｏＣｄｒ不具有跨膜結構域，為非逡逑跨膜蛋白（如圖２－６）。親疏水性分析結果表明，該蛋白中第２６５位親水性最強，得分逡逑為－３．０２２邋（分值越低親水性越強，分值越高疏水性越強），第１５１位疏水性最強，得分逡逑為１．４８９

【參考文獻】

相關期刊論文 前9條

1 徐茜;陳亞寧;;胡楊莖木質(zhì)部解剖結構與水力特性對干旱脅迫處理的響應[J];中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報;2012年08期

2 趙文軍;楊繼周;胡保文;常劍;;抗旱相關基因在煙草中的應用研究進展[J];生物技術進展;2012年04期

3 景璐;劉濤;白玉娥;;草本園林植物耐鹽性研究進展[J];中國農(nóng)學通報;2011年13期

4 杜傳莉;黃國勤;;棉花主要抗旱鑒定指標研究進展[J];中國農(nóng)學通報;2011年09期

5 李文嬈;張歲岐;丁圣彥;山侖;;干旱脅迫下紫花苜蓿根系形態(tài)變化及與水分利用的關系[J];生態(tài)學報;2010年19期

6 趙祥;董寬虎;張W

本文編號：2750832