【摘要】：毛竹(Phyllostachys edulis)是我國(guó)最重要的經(jīng)濟(jì)竹種,干旱、鹽漬等脅迫不僅影響了毛竹的產(chǎn)量,還限制了它的分布。NAC(NAM,ATAF1/2和CUC)基因家族是植物特有的轉(zhuǎn)錄因子家族,也是植物中最大的轉(zhuǎn)錄因子家族之一,在植物的生長(zhǎng)發(fā)育和抗逆等方面都發(fā)揮著重要作用。本研究從毛竹NAC基因家族中選取OsNAC10的同源基因PeNAC10進(jìn)行克隆,并通過轉(zhuǎn)基因手段對(duì)其功能進(jìn)行進(jìn)一步的探究。主要研究結(jié)果如下:1.基于毛竹基因組數(shù)據(jù)庫,鑒定獲得152條毛竹NAC基因。與水稻(Oryza sativa)、擬南芥(Arabidopsis thaliana)NAC氨基酸序列共同構(gòu)建進(jìn)化樹,共獲得25個(gè)亞家族。然后,從毛竹NAP亞家族中選擇6個(gè)成員進(jìn)行克隆,分別命名為PeNAP-1、PeNAP-2、PeNAP-3、PeNAC10、PeNAC047-1和PeNAC047-2,經(jīng)鑒定均包含NAM結(jié)構(gòu)域,為典型的NAC轉(zhuǎn)錄因子。亞細(xì)胞定位證實(shí)PeNAP-1、PeNAP-2、PeNAP-3、PeNAC10、PeNAC047-1和PeNAC047-2蛋白都定位在細(xì)胞核中。轉(zhuǎn)錄激活實(shí)驗(yàn)表明,除PeNAP-2和PeNAC10以外,其余均具有轉(zhuǎn)錄激活活性。2.運(yùn)用qRT-PCR分析PeNAP-1、PeNAP-2、PeNAP-3、PeNAC10、PeNAC047-1和PeNAC047-2在不同逆境(高鹽、干旱和高溫)、不同激素處理下(ABA、MeJA和GA_3)以及不同組織中的表達(dá)量,發(fā)現(xiàn)這6個(gè)基因功能具有一定的保守性,它們均在葉片中表達(dá)量最高,且對(duì)多種逆境和激素有不同程度響應(yīng)。3.通過酵母雙雜交實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明PeNAC10與PeNAP-1、PeNAP-2、PeNAP-3、PeNAC10、PeNAC047-1和PeNAC047-2蛋白均有互作。為進(jìn)一步研究PeNAC10基因功能,將PeNAC10異源轉(zhuǎn)化水稻,并對(duì)T2代幼苗進(jìn)行逆境處理,結(jié)果發(fā)現(xiàn),經(jīng)過高鹽(150mmol/L NaCl)和模擬干旱(20%PEG6000)處理9天復(fù)水10天后,轉(zhuǎn)基因水稻存活率高于野生型,且轉(zhuǎn)基因水稻的抗氧化酶活(超氧化物歧化酶、過氧化物酶、過氧化氫酶、抗壞血酸和谷胱甘肽還原酶),以及滲透物質(zhì)含量(脯氨酸和可溶性糖)均顯著高于野生型,丙二醛、過氧化氫以及超氧陰離子含量均顯著低于野生型。以上結(jié)果說明毛竹NAC基因家族成員PeNAC10基因,在非生物脅迫方面具有一定的調(diào)控功能,且該基因在水稻中的過表達(dá)可以增強(qiáng)水稻的抗鹽和耐旱性。本文的研究為闡明毛竹抗逆機(jī)制提供了理論依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：浙江農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S795.7
【圖文】：

圖 2.1 毛竹 NAC 基因家族系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系，基因結(jié)構(gòu)及 motif 組成Figure 2.1 Phylogenetic relationships, gene structure and motif compositons of Phyllostachys edulisNAC genes注：A.毛竹 NAC 基因家族聚類；B.毛竹 NAC 基因家族 motif；C.毛竹 NAC 基因家族基因結(jié)構(gòu)

說明 NAC 基因家族的結(jié)構(gòu)上具有保守性。通過對(duì) NAC 在毛竹基因組上的染色體分布分析可知（圖2.2），152 條 NAC 基因被定位到毛竹基因組的 24 條染色體上。2.3

10圖 2.3 毛竹 NAC 基因家族進(jìn)化樹Figure 2.3 The Phylogenetic tree of Phyllostachys edulis NAC genes2.3.3 毛竹 NAP 亞家族獲得毛竹 NAP 亞家族共有成員 10 個(gè)，本文從每個(gè)進(jìn)化分支中選取一個(gè)基因進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)（圖 2.1），分別命名為 PeNAP-1、PeNAP-2、PeNAP-3、PeNAC10、PeNAC047-1、PeNAC047-2，其基本信息如下表（表 2.1）：

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2805190