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,月季葉片會出現(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,在植物細胞中廣泛分布,在熱激下能夠激活耐熱基因的表達,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)進化關(guān)系等,通過表達譜分析了高溫脅迫下月季葉片中HSF基因的表達量的情況,并研究了 2個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)進化樹,將18個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,其次為B類,有6個,C類家族成員只有一個。月季RcHsf家族成員分布在月季1-7號染色體上,其中2號染色體上分布的RcHsf成員最多,有4個成員。2、對月季RcHsf家族成員進行結(jié)構(gòu)域分析,18個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HSF基因有NLS區(qū),其中包括9個A類HSF基因、1個B類HSF和1個C類HSF;只有部分A類HSF成員具有AHA結(jié)構(gòu)域。3、通過表達譜分析了高溫脅迫下月季葉片中Unigene基因的表達量情況。在11個具有差異表達的個Unigene基因中,其中10個Unigene基因在高溫脅迫下表達量顯著上調(diào),1個Unigene基因表達量顯著下調(diào)。在上調(diào)的10個Unigene基因中,屬于A類HSF的有5個,屬于B類HSF的有5個;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量上升幅度最為顯著。由系統(tǒng)進化樹可以得出,contig113972對應(yīng)的是RcHsf16,屬于HsfA2亞族,contig12075對應(yīng)的是RcHsf1,屬于HsfB2亞族,故挑出這兩個Unigene基因進行功能驗證,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個氨基酸,等電點為8.71,分子量為32119.07KDa,位于1號染色體上;RcHlsf16的cDNA長為1098bp,包含375個氨基酸,等電點為4.88,分子量為37887.21KDa,位于7號染色體上;從氨基酸序列同源比對中發(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'月季體細胞胚中,初步分析兩個基因的功能。結(jié)果表明,對比WT擬南芥,超量表達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RcHsf16轉(zhuǎn)基因株系的SOD活性比野生株系SOD活性均高,相對電導(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。現(xiàn)已初步確認(rèn)月季RcHsf1和RcHsf16基因已成功轉(zhuǎn)入'薩曼莎'月季體細胞中,并獲得抗性芽,其基因的功有待進一步驗證。
【學(xué)位單位】：中南林業(yè)科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：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Ｊｒｉ＊／氨基酸序列做系統(tǒng)進化分析，并構(gòu)建系逡逑統(tǒng)進化樹。根據(jù)已知的擬南芥家族成員的生物學(xué)功能對月季進行分類逡逑及初步的功能預(yù)測。系統(tǒng)進化樹（圖２．６）表明，１８個月季蛋白和２１個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，逡逑分別細致的被劃分到Ａ１－Ａ９這９個亞類，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，分鎖是邋ＲｃＨｓｆｌ、ＲｃＨｓｆ４、ＲｃＨｓｆ７、ＲｃＨｓｆｌ邋１、逡逑ＲｃＨｓｆｌ５、ＲｃＨｓｆｌ７

邐月季ＨＳＦ轉(zhuǎn)錄因子的功能驗證逡逑顯示（圖２．８）：月季表達譜中有１１個Ｕｎｉｇｅｎｅ基因在高溫脅迫中表現(xiàn)出顯著表逡逑達差異。根據(jù)圖２．７中系統(tǒng)進化樹的結(jié)論來看，Ｕｎｉｇｅｎｅ與月季全基因組比逡逑對，部分基因能找到同源性，屬于Ａ類／／ＳＦ的有６個，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，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】

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1 張力;李桂芬;李文信;覃斯華;黃金艷;何毅;洪日新;;高溫脅迫對不同西瓜幼苗生長和生理特性的影響及綜合評價[J];中國瓜菜;2015年04期

2 劉凱歌;宋云鵬;龔繁榮;朱月林;郝婷;;高溫脅迫對甜椒幼苗生長和生理生化指標(biāo)的影響[J];上海農(nóng)業(yè)學(xué)報;2015年03期

3 王嵐;張宇斌;李建新;張習(xí)敏;;遮陰對七葉一枝花光合和生理特性的影響[J];北方園藝;2015年08期

4 楊雨華;宗建偉;王健勝;劉沛松;楊風(fēng)嶺;;高溫脅迫對杜仲幼苗部分生理指標(biāo)的影響[J];東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報;2015年03期

5 門龍楠;郭長虹;;提高植物耐熱能力的基因工程途徑[J];分子植物育種;2014年06期

6 李巖;徐志勝;譚國飛;賈曉玲;王楓;熊愛生;;芹菜熱激轉(zhuǎn)錄因子基因AgHSFB2的克隆及不同溫度處理下的表達響應(yīng)[J];南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報;2015年03期

7 王濤;唐頌豪;何梅;謝寅峰;張往祥;;熱激蛋白與植物耐熱性關(guān)系的研究進展[J];西北林學(xué)院學(xué)報;2014年06期

8 辛海波;連青龍;董愛香;張華麗;宋利娜;義鳴放;;鐵炮百合熱激轉(zhuǎn)錄因子基因HSFA2b的克隆與表達分析[J];園藝學(xué)報;2014年10期

9 王麗娟;歐靜;鐘登慧;劉仁陽;諶端玉;張仁嬡;;高溫脅迫對桃葉杜鵑幼苗生理生化指標(biāo)的響應(yīng)[J];湖北農(nóng)業(yè)科學(xué);2014年20期

10 黃小云;陶鵬;李必元;王五宏;岳智臣;雷娟利;鐘新民;;植物熱激轉(zhuǎn)錄因子基因家族的研究進展[J];浙江農(nóng)業(yè)科學(xué);2014年09期

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1 郝召君;芍藥對高溫脅迫的響應(yīng)及其化學(xué)調(diào)控機制研究[D];揚州大學(xué);2017年

2 邱顯欽;月季抗白粉病基因Mlo的克隆和功能分析[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

3 宮本賀;百合熱激轉(zhuǎn)錄因子L1HSFA1及其下游熱激蛋白L1HSP70響應(yīng)熱脅迫的機制解析[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

4 張璇;月季耐熱相關(guān)蛋白編碼基因的克隆與功能鑒定[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

5 包穎;月季‘薩曼莎’遺傳轉(zhuǎn)化體系建立及野薔薇抗白粉病相關(guān)基因的表達分析[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

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2 陳翔;i*柑CrHSFA2基因的克隆與功能初步分析[D];揚州大學(xué);2017年

3 李泉江;一個月季品種再生體系的建立及RrDFR基因的轉(zhuǎn)化研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

4 黃婉璐;非洲狗牙根CtHsfA2b基因耐熱功能研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

5 李家朋;玉米熱激轉(zhuǎn)錄因子ZmHsf-17的功能研究[D];安徽農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

6 易星;‘月月紅’月季胚性愈傷組織誘導(dǎo)及遺傳轉(zhuǎn)化基礎(chǔ)研究[D];湖南農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

7 黃小云;大白菜和甘藍熱激轉(zhuǎn)錄因子基因家族鑒定及比較分析[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

8 孫娜;陸地棉GhHsfA7基因的克隆與功能的初步研究[D];上海交通大學(xué);2014年

9 冉靜;水稻OsHsfB2b基因功能的初步研究和OsbZIP74基因的載體構(gòu)建及遺傳轉(zhuǎn)化[D];湖南農(nóng)業(yè)大學(xué);2012年

本文編號：2815888