【摘要】：黃瓜(Cucumis sativusL.)是一種重要的園藝作物,黃瓜的生長(zhǎng)對(duì)水分需求量大,對(duì)水分匿缺敏感。干旱脅迫會(huì)導(dǎo)致黃瓜產(chǎn)量下降,造成經(jīng)濟(jì)損失。目前,關(guān)于黃瓜抵御干旱脅迫的研究多處于生理研究層面,黃瓜響應(yīng)干旱脅迫的分子機(jī)制研究較少。NAC轉(zhuǎn)錄因子在植物響應(yīng)干旱脅迫機(jī)制中具有十分重要的作用,而黃瓜NAC轉(zhuǎn)錄因子響應(yīng)干旱脅迫的分子機(jī)制尚不明確。本研究以黃瓜為實(shí)驗(yàn)材料,同源克隆得到黃瓜NAC轉(zhuǎn)錄因子CsATAF1,并對(duì)CsATAF1進(jìn)行功能驗(yàn)證,探討CsATAF1參與植株抗旱性調(diào)節(jié)的分子機(jī)制,為揭示黃瓜抵御干旱脅迫的分子機(jī)制提供了一定的研究基礎(chǔ)。研究結(jié)果如下:1.同源克隆得到黃瓜NAC轉(zhuǎn)錄因子CsATAF1,在N端具有一個(gè)NAC轉(zhuǎn)錄因子的保守結(jié)構(gòu)域,C端高度變異。該基因與擬南芥ATAF1基因的親緣關(guān)系最近,因此命名為CsATAF1。亞細(xì)胞定位結(jié)果顯示,CsATAF1定位于細(xì)胞核上。該基因受到不同逆境脅迫的誘導(dǎo),10%PEG6000模擬干旱處理9小時(shí)后,相對(duì)正常培養(yǎng)條件下,表達(dá)量提升超過(guò)四十倍,達(dá)到峰值。酵母單雜交結(jié)果顯示,CsATAF1具有轉(zhuǎn)錄激活活性,轉(zhuǎn)錄激活區(qū)域位于CsATAF1的C端,其轉(zhuǎn)錄激活活性高于全長(zhǎng),CsATAF1的N端沒(méi)有轉(zhuǎn)錄激活活性。2.在黃瓜中過(guò)表達(dá)CsATAF1緩解了滲透脅迫對(duì)種子萌發(fā)的抑制。過(guò)表達(dá)植株根的伸長(zhǎng)明顯優(yōu)于野生型植株。與野生型植株相比,過(guò)表達(dá)植株的抗旱性顯著提高。在干旱脅迫條件下,過(guò)表達(dá)植株葉片的水分散失率和氣孔開(kāi)度顯著低于野生型植株,表明CsATAF1可能通過(guò)調(diào)節(jié)氣孔的開(kāi)閉,減少了植株水分的散失,使得過(guò)表達(dá)植株的光合效率顯著的高于野生型植株。干旱脅迫會(huì)促進(jìn)植株體內(nèi)ROS的積累,過(guò)表達(dá)植株中抗氧化酶的活性提高,活性氧積累減少。過(guò)表達(dá)植株對(duì)ABA的敏感性提高,從而快速誘導(dǎo)氣孔的關(guān)閉,減少水分的散失。在擬南芥中過(guò)表達(dá)CsATAF1也得到同樣的結(jié)果,干旱處理后轉(zhuǎn)基因植株的存活率顯著提高。在黃瓜中RNA干擾CsATAF1的表達(dá)導(dǎo)致干擾植株中抗氧酶活性降低、在干旱脅迫下積累更多的活性氧以及對(duì)ABA的敏感性下降,抗旱性顯著降低。3.CsDREB2C,CsCu-ZnSOD,CsABI5 被鑒定為 CsATAF1 的靶基因。qPCR 結(jié)果顯示,正常條件下,CsDREB2C,CsCu-ZnSOD,CsABI5的表達(dá)在過(guò)表達(dá)植株中上升,在干擾植株中的表達(dá)量下降。酵母單雜交和凝膠阻滯實(shí)驗(yàn)證明,CsATAF1能夠識(shí)別CsDREB2C、CsCu-ZnSOD和CsABI5啟動(dòng)子上的NAC識(shí)別位點(diǎn)并與之結(jié)合。煙草葉片注射和黃瓜原生質(zhì)體瞬時(shí)表達(dá)實(shí)驗(yàn)證明,CsATAF1能夠激活下游逆境響應(yīng)基因CsDREB2C,CsCu-ZnSOD,CsABI5的表達(dá)。綜上所述,黃瓜NAC轉(zhuǎn)錄因子CsATAF1作為轉(zhuǎn)錄激活因子參與抗旱性的調(diào)節(jié),提高了轉(zhuǎn)基因植株清除活性氧的能力,并參與ABA信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。
【圖文】：

ＮＡＣ蛋白的保守結(jié)構(gòu)域，擁有兩個(gè)銜接重復(fù)的ＮＡＣ保守結(jié)構(gòu)域；ＳＯＧ１基因Ｎ端ＮＡＣ保守結(jié)逡逑構(gòu)域前具有一段擴(kuò)展序列；Ｖ０Ｚ蛋白質(zhì)組成的保守結(jié)構(gòu)域在Ｃ端，而轉(zhuǎn)錄激活區(qū)域在Ｎ端，如逡逑圖１－４所示網(wǎng)。逡逑…？邋；．．邐＼邐ａｃ＾ｖａｔｗ，邋ｒｅｐｍｓｓｆｏｎ，逡逑ｐ＿ｎ＾ｇ逡逑ｉ邋邐邐邐Ａ邐ＩＩ邋邐邋１邐＞逡逑（０邋Ｎ－ｔｅｒｍｉｎａｌ邋（邐ｊ邋Ｃ－ｔｅｒｍ？＾ａｌ逡逑寺＾０邋ｍｍｍ邋丨 ＴＲ邋ｄｏｓｒｉａｓｎ邋柳＂逡逑（？ｓ邋ｉ邋ａａ邋ｍｓｓ邋ｍ邋ｉ邋ｉａ邐［］邋ｉ逡逑邐邋ＭＡＣ邋ｄｏｍａｓｎ邐邐餅?zāi)悖韘E邐邐逡逑（ＨＤ邐１邋ＷＭｔ邐！；１Ｍ邋Ｉ逡逑邐邋ＮＡＣ邐邐＊＊？－逡逑ｍ邐…—ＢＳＩＦｌｌ逡逑－＊＜■邐邋ＮＡＣ邋ｃｉｏｍａｉｎ邐．奇ＮＡＣ邐邐？＞＊．逡逑（ｖ！邋Ｌ邐二：＇ｌｌ＇邋＇Ｊ—二＂■■邋＂■■邋＿＿邋邐邐邋Ｉ逡逑——邋ＮＡＣ邋ｔｋ＞ｍｍｎ邋邋邋，■邋－＊４—} 邐逡逑（，＊，邋ｉ邐ｎｍ］—ｉｍｉ－ｇｉ逡逑，寺 —了Ｂ邋ｄｏ＊？設(shè)沾——０８０邋邋邋ＮＡＣ邋ｃｋ＞ｍ？ｉｎ邋邋邋邐？■逡逑圖１－４＼八（：蛋白的結(jié)構(gòu)特征［９７］逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－４．邋Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ＮＡＣ邋ｐｒｏｔｅｉｎｓ逡逑１．３．２邐ＮＡＣ轉(zhuǎn)錄因子的生物學(xué)功能逡逑ＮＡＣ轉(zhuǎn)錄因子被報(bào)道參與多種生物學(xué)功能的調(diào)節(jié)，如參與植物次生生長(zhǎng)，在植物衰老過(guò)程中逡逑發(fā)揮作用，參與激素的調(diào)控和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，參與植物體內(nèi)生物應(yīng)激防御反應(yīng)，，在非生物脅迫中發(fā)揮逡逑作用。有大量的證據(jù)表明

２．３．２亞細(xì)胞定位逡逑利用基因槍介導(dǎo)的洋蔥表皮瞬時(shí)轉(zhuǎn)化方法檢測(cè)了邋ＣｓＡＴＡＦｌ蛋白的亞細(xì)胞定位。結(jié)果表明，逡逑ＣｓＡＴＡＦｌ蛋白定位在細(xì)胞核上（圖２－４Ｄ－Ｆ）。對(duì)照空載ＧＦＰ蛋白的熒光信號(hào)分布在整個(gè)細(xì)胞（圖２－逡逑４Ａ－Ｃ）。逡逑２０逡逑
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S642.2

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 曹齊衛(wèi);王志峰;孫小鐳;;秋季拱棚黃瓜高產(chǎn)栽培技術(shù)[J];山東蔬菜;2005年02期

2 馮國(guó)明;;冬管黃瓜重護(hù)根[J];農(nóng)機(jī)導(dǎo)購(gòu);2016年08期

3 張健;劉美艷;申杰;劉丹;俞立璇;李雪華;;外源亞精胺對(duì)淹澇脅迫下黃瓜根HSP70表達(dá)的影響[J];廣西植物;2013年05期

4 劉紅;李兵;;黃瓜根部澆施沼液的效果[J];安徽農(nóng)學(xué)通報(bào);2007年18期

5 李秀啟;黃瓜根系兩次生理性死亡及防治措施[J];長(zhǎng)江蔬菜;2004年01期

6 劉金星;劉清文;;黃瓜平菇間作試驗(yàn)小結(jié)[J];長(zhǎng)江蔬菜;1987年02期

7 湯錫珂,童哲;稀土元素對(duì)大白菜、黃瓜根的生長(zhǎng)及其活力的影響[J];園藝學(xué)報(bào);1988年03期

8 錢雅玲;鐵脅迫誘導(dǎo)黃瓜根系分泌核黃素[J];杭州師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1988年06期

9 萬(wàn)寅生,徐義俊,周燮;黃瓜根細(xì)胞質(zhì)膜脫落酸特異性結(jié)合蛋白的初步研究[J];南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1988年S1期

10 郭志剛;樊植仁;解淑貞;王瑜;;草壟栽培試驗(yàn)初報(bào)[J];北京農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào);1988年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前4條

1 杜永臣;;高溫對(duì)黃瓜根系可溶性糖含量和α-半乳糖苷酶活性的影響[A];中國(guó)科協(xié)第3屆青年學(xué)術(shù)年會(huì)園藝學(xué)衛(wèi)星會(huì)議暨中國(guó)園藝學(xué)會(huì)第2屆青年學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];1998年

2 許良政;劉志偉;劉惠娜;廖富林;;不同光照條件對(duì)缺鐵黃瓜根系Fe~(3+)還原酶活性的影響[A];梅州市自然科學(xué)優(yōu)秀學(xué)術(shù)論文集（第十屆）[C];2010年

3 孔祥悅;王永泉;眭曉蕾;張振賢;高麗紅;;灌水量對(duì)溫室自根與嫁接黃瓜根系分布及水分利用效率的影響[A];中國(guó)園藝學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2011年

4 閆楊;劉月靜;陳芳;;生防芽孢桿菌2-1的定殖及其對(duì)土壤微生態(tài)的影響[A];中國(guó)植物病理學(xué)會(huì)2017年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2017年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 山東省鄄城縣農(nóng)業(yè)局 賈友江;種植越冬黃瓜須追好肥放好風(fēng)[N];河北科技報(bào);2017年

2 山東省夏津縣蔬菜局 王德明;注意防越夏黃瓜死棵[N];河北科技報(bào);2018年

3 行唐縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 孫淑敏;黃瓜爛根的原因及其防控措施[N];河北科技報(bào);2017年

4 任士哲;夏茬黃瓜直播五注意[N];河北科技報(bào);2017年

5 承德縣農(nóng)牧局推廣研究員 劉海春;瓜菜病蟲(chóng)防治問(wèn)答[N];河北科技報(bào);2017年

6 何濤;怎樣促使黃瓜根系更健旺[N];河北科技報(bào);2017年

7 邯鄲市廣平縣農(nóng)牧局 王海星;黃瓜深冬管理要點(diǎn)[N];河北農(nóng)民報(bào);2009年

8 寧津縣農(nóng)業(yè)局 劉忠強(qiáng);黃瓜根系變褐咋回事[N];山東科技報(bào);2014年

9 喬衛(wèi)云;黃瓜嫁接后要割斷黃瓜根[N];河南科技報(bào);2008年

10 江西 劉有蘭;畬族民間常用草藥介紹[N];民族醫(yī)藥報(bào);2000年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 孟祥南;黃瓜翻譯控制腫瘤蛋白基因CsTCTP1和CsTCTP2在逆境脅迫響應(yīng)中的功能分析[D];沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué);2018年

2 慕英;黃瓜CsBPCs轉(zhuǎn)錄因子在種子萌發(fā)過(guò)程中對(duì)CsABI3的調(diào)控[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2017年

3 王晉芳;黃瓜NAC轉(zhuǎn)錄因子CsATAF1響應(yīng)干旱脅迫的機(jī)制研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué);2018年

4 吳幗秀;H_2S調(diào)控黃瓜耐冷性及其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)理[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

5 白龍強(qiáng);黃瓜G蛋白C型γ亞基基因在逆境響應(yīng)中的功能研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2018年

6 陳青君;黃瓜低溫弱光耐受性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系以及弱光耐受性QTL定位的研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2003年

7 史慶華;黃瓜高錳毒害及緩解機(jī)理研究[D];浙江大學(xué);2005年

8 錢瓊秋;硅提高黃瓜耐鹽性的生理和生化機(jī)制研究[D];浙江大學(xué);2006年

9 毛偉華;黃瓜cDNA芯片和ESTs技術(shù)平臺(tái)的建立及其在逆境研究中的應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2006年

10 楊鳳娟;NO_3～-脅迫導(dǎo)致黃瓜生育障害機(jī)理的研究[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 蔣靜靜;復(fù)合基質(zhì)袋培黃瓜水肥耦合效應(yīng)研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2018年

2 李治紅;環(huán)境條件對(duì)黃瓜硅吸收分配及果面蠟粉形成的影響[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2018年

3 李時(shí)雨;日光溫室椰糠袋培條件下黃瓜的灌溉模式研究[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2018年

4 劉淑俠;環(huán)境條件對(duì)黃瓜硅吸收特性的影響[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2018年

5 李曼;CO_2加富緩解黃瓜干旱脅迫的生理機(jī)制及代謝組學(xué)分析[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2018年

6 李雪萍;過(guò)氧化氫參與干旱條件下脫落酸誘導(dǎo)黃瓜不定根形成及其差異蛋白分析[D];甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué);2017年

7 馬曉恬;活性氧介導(dǎo)乙烯和生長(zhǎng)素協(xié)同調(diào)控澇脅迫下黃瓜不定根的形成[D];揚(yáng)州大學(xué);2016年

8 倪蕾;CsEXP10基因RNAi干擾載體導(dǎo)入黃瓜的研究[D];河南科技學(xué)院;2017年

9 王平;黃瓜高溫悶棚及嫁接有關(guān)的栽培生理研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

10 劉曉林;氮缺乏脅迫下黃瓜根系蛋白質(zhì)組學(xué)研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2014年

本文編號(hào)：2682623