月季(Rosa cvs),隸屬薔薇科(Rosaceae)、薔薇屬(Rosa),屬于半常綠低矮灌木,四季開花,花色艷麗,姿態(tài)萬千,深受廣大人民的喜愛,在園林綠化中扮演著重要的角色,是極其重要的觀賞植物,也是四大鮮切花之一。溫度高于35℃時(shí),月季葉片會(huì)出現(xiàn)萎奄、卷曲焦枯等現(xiàn)象,嚴(yán)重影響了月季成花質(zhì)量,降低了觀賞性。熱激轉(zhuǎn)錄因子(Heat Shock Transcription Factor,HSF)是近年來發(fā)現(xiàn)的重要的一類轉(zhuǎn)錄因子,在植物細(xì)胞中廣泛分布,在熱激下能夠激活耐熱基因的表達(dá),在植物的耐熱性調(diào)控中起著至關(guān)重要的作用。因此,研究月季熱激轉(zhuǎn)錄因子家族對(duì)研究提高月季耐熱性極為關(guān)鍵。本研究從‘月月粉'基因組中鑒定出月季HSF家族成員,分析了家族成員的染色體定位、基因結(jié)構(gòu)、保守結(jié)構(gòu)域,以及系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系等,通過表達(dá)譜分析了高溫脅迫下月季葉片中HSF基因的表達(dá)量的情況,并研究了 2個(gè)HSF基因的功能。主要研究成果如下:1、從'月月粉’基因組中共鑒定到18個(gè)HSF家族基因成員,命名為RcHsf1-RcHsf18,通過與擬南芥AtHsf成員構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹,將18個(gè)RcHsf成員分為A類、B類和C類,其中A類家族成員最多,有11個(gè),其次為B類,有6個(gè),C類家族成員只有一個(gè)。月季RcHsf家族成員分布在月季1-7號(hào)染色體上,其中2號(hào)染色體上分布的RcHsf成員最多,有4個(gè)成員。2、對(duì)月季RcHsf家族成員進(jìn)行結(jié)構(gòu)域分析,18個(gè)家族成員均含有高度保守的DBD結(jié)構(gòu)域和HR-A/B區(qū)域;11個(gè)HSF基因有NLS區(qū),其中包括9個(gè)A類HSF基因、1個(gè)B類HSF和1個(gè)C類HSF;只有部分A類HSF成員具有AHA結(jié)構(gòu)域。3、通過表達(dá)譜分析了高溫脅迫下月季葉片中Unigene基因的表達(dá)量情況。在11個(gè)具有差異表達(dá)的個(gè)Unigene基因中,其中10個(gè)Unigene基因在高溫脅迫下表達(dá)量顯著上調(diào),1個(gè)Unigene基因表達(dá)量顯著下調(diào)。在上調(diào)的10個(gè)Unigene基因中,屬于A類HSF的有5個(gè),屬于B類HSF的有5個(gè);而下調(diào)的Unigene基因?qū)儆贏類HSF。其中,A類Unigene基因中的contig113972在高溫脅迫下的表達(dá)量上調(diào)幅度最大;B類Unigene基因中的contig12075在高溫脅迫下的表達(dá)量上升幅度最為顯著。由系統(tǒng)進(jìn)化樹可以得出,contig113972對(duì)應(yīng)的是RcHsf16,屬于HsfA2亞族,contig12075對(duì)應(yīng)的是RcHsf1,屬于HsfB2亞族,故挑出這兩個(gè)Unigene基因進(jìn)行功能驗(yàn)證,并命名為RcHsf1和RcHsf16。4、從月季中分離出RcHsf1和RcHsf16的cDNA序列,RcHsf1的cDNA長為890bp,包含289個(gè)氨基酸,等電點(diǎn)為8.71,分子量為32119.07KDa,位于1號(hào)染色體上;RcHlsf16的cDNA長為1098bp,包含375個(gè)氨基酸,等電點(diǎn)為4.88,分子量為37887.21KDa,位于7號(hào)染色體上;從氨基酸序列同源比對(duì)中發(fā)現(xiàn),RcHsf1和擬南芥、葡萄、番茄中HsfB2基因的序列相似度極高,RcHsf16和擬南芥、葡萄、番茄中HsfA2基因的序列相似度極高。5、構(gòu)建RcHsf1和RcHsf16基因的表達(dá)載體,將月季RcHsf16基因轉(zhuǎn)入擬南芥中,將月季RcHsf1和RcHsf16基因轉(zhuǎn)入'薩曼莎'月季體細(xì)胞胚中,初步分析兩個(gè)基因的功能。結(jié)果表明,對(duì)比WT擬南芥,超量表達(dá)RcHsf16轉(zhuǎn)基因擬南芥苗期在高溫脅迫下表現(xiàn)出了更好地耐熱性。高溫脅迫下,超量表達(dá)RcHsf16轉(zhuǎn)基因株系的SOD活性比野生株系SOD活性均高,相對(duì)電導(dǎo)率較野生株系明顯降低,脯氨酸含量的積累多于野生株系,可溶性蛋白含量的增幅大于野生株系。說明過量表達(dá)RcHsf16轉(zhuǎn)基因擬南芥在一定程度上提高了轉(zhuǎn)基因植株的耐熱性�，F(xiàn)已初步確認(rèn)月季RcHsf1和RcHsf16基因已成功轉(zhuǎn)入'薩曼莎'月季體細(xì)胞中,并獲得抗性芽,其基因的功有待進(jìn)一步驗(yàn)證。
【學(xué)位單位】：中南林業(yè)科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S685.12
【部分圖文】：

圖２．５月季的ＨＲ－Ａ／Ｂ區(qū)氨基酸序?

因的氨基酸序列與擬南芥中的２１個(gè)Ｊｒｉ＊／氨基酸序列做系統(tǒng)進(jìn)化分析，并構(gòu)建系逡逑統(tǒng)進(jìn)化樹。根據(jù)已知的擬南芥家族成員的生物學(xué)功能對(duì)月季進(jìn)行分類逡逑及初步的功能預(yù)測。系統(tǒng)進(jìn)化樹（圖２．６）表明，１８個(gè)月季蛋白和２１個(gè)擬逡逑南芥方蛋白清楚的分成了邋Ａ、Ｂ和Ｃ三類，功能相似的蛋白親緣關(guān)系較近，逡逑聚集在同一亞類。其中１１個(gè)月季基因?qū)儆冢令�，分別為及逡逑ＲｃＨｓｆ６、ＲｃＨｓｆ８、ＲｃＨｓｆ９、ＲｃＨｓｆｌ邋０、ＲｃＨｓｆｌ邋２、ＲｃＨｓｆｌ邋３、ＲｃＨｓｆｌ邋４、ＲｃＨｓｆｌ邋６、ＲｃＨｓｆｌＳ，逡逑分別細(xì)致的被劃分到Ａ１－Ａ９這９個(gè)亞類，Ａ１亞類有Ａ２亞類逡逑的有及Ａ３亞類的有處份／５，邋Ａ４亞類的有及ｃ／ｆｃ／５、Ａ５亞類的逡逑有及ｃ歷／９，邋Ａ６亞類的有；？ｃ份月、Ａ８亞類的有也份／／（？，Ａ９亞類的有逡逑ＲｃＨｓｆｉ。Ｂ邋季邋Ｂ邋類邋ＲｃＨｓｆ邋成黽有邋６邋個(gè)，分鎖是邋ＲｃＨｓｆｌ、ＲｃＨｓｆ４、ＲｃＨｓｆ７、ＲｃＨｓｆｌ邋１、逡逑ＲｃＨｓｆｌ５、ＲｃＨｓｆｌ７

邐月季ＨＳＦ轉(zhuǎn)錄因子的功能驗(yàn)證逡逑顯示（圖２．８）：月季表達(dá)譜中有１１個(gè)Ｕｎｉｇｅｎｅ基因在高溫脅迫中表現(xiàn)出顯著表逡逑達(dá)差異。根據(jù)圖２．７中系統(tǒng)進(jìn)化樹的結(jié)論來看，Ｕｎｉｇｅｎｅ與月季全基因組比逡逑對(duì)，部分基因能找到同源性，屬于Ａ類／／ＳＦ的有６個(gè)，分別為ｃｏｎｔｉｇ２４５７２４、逡逑ｃｏｎｔｉｇｌｌ３９７２、ｃｏｎｔｉｇ３０３５６、ｃｏｎｔｉｇ３２８１２７、ｃｏｎｔｉｇｌ００８８、ｃｏｎｔｉｇｌ００９０；屬于邋Ｂ邋類逡逑ＨＳＦ邋的有邋３邋個(gè)，分別為邋ｃｏｎｔｉｇ２４３６２５、ｃｏｎｔｉｇｌ２０７５、ｃｏｎｔｉｇｌ邋０５４２４。其中，ｃｏｎｔｉｇｌ邋００８８、逡逑ｃｏｎｔｉｇｌ００９０邋與邐同源，ｃｏｎｔｉｇｌ２０７５邋與邐同源，ｃｏｎｔｉｇ８５４１６，邋ｃｏｎｔｉｇｌ０５４２４逡逑與邐同源，ｃｏｎｔｉｇ３０３５６、ｃｏｎｔｉｇ３２８１２７邋與邐同源，ｃｏｎｔｉｇｌｌ３９７２邋與逡逑及ｃｉ＊／Ｍ邋同源，ｃｏｎｔｉｇ２４５７２４邋與邐（５邋同源，ｃｏｎｔｉｇ２４３６２５邋與及ｃ開ｙ／／邋同源，逡逑ｃｏｎｔｉｇ６０７４４與同源

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2815888