【摘要】：果實(shí)成熟是一個(gè)復(fù)雜的生理生化過(guò)程總和,涉及果實(shí)顏色變化、細(xì)胞壁代謝及果實(shí)軟化、風(fēng)味物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分變化和糖代謝等,這些變化不僅利于果實(shí)種子擴(kuò)散,而且為人類(lèi)和動(dòng)物的飲食提供了必要的營(yíng)養(yǎng)。因此,果實(shí)成熟的研究,特別是肉質(zhì)果實(shí)的成熟調(diào)控成為近年來(lái)科學(xué)家們研究的熱點(diǎn)。在前期工作中,我們利用野生型番茄AC~(++)、番茄成熟突變體(Cnr,rin,nor)的不同發(fā)育時(shí)期果實(shí)RNA為實(shí)驗(yàn)材料,進(jìn)行基因芯片分析,比較了番茄果實(shí)不同成熟突變體(Cnr,rin,nor)處于不同發(fā)育時(shí)期的番茄果實(shí)基因芯片數(shù)據(jù),并采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)ANN的方法成功建立番茄果實(shí)成熟的信號(hào)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)模型。通過(guò)該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,發(fā)現(xiàn)了大量與番茄果實(shí)成熟調(diào)控密切相關(guān)的特異基因,尤其是在果實(shí)成熟過(guò)程中表達(dá)的低豐度轉(zhuǎn)錄因子。其中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)基因——SOC-Lile 4(SlSL4),該基因與番茄果實(shí)的成熟密切相關(guān),并在非乙烯調(diào)控果實(shí)成熟突變體中起到核心調(diào)控作用。為了進(jìn)一步分析該基因在番茄果實(shí)中可能存在的功能,本研究取得了以下主要結(jié)果:1.我們分離并克隆得到了番茄SlSL4基因(NCBI登錄號(hào):XM_004234224)。SlSL4基因CDS區(qū)全長(zhǎng)為498bp,編碼165個(gè)氨基酸。SlSL4定位于細(xì)胞核,具有多個(gè)核酸和蛋白結(jié)合位點(diǎn)。SlSL4屬于MADS-box基因家族,具有典型的MADS結(jié)構(gòu)域。2.通過(guò)熒光定量PCR技術(shù)對(duì)SlSL4基因的表達(dá)模式分析發(fā)現(xiàn):(1)SlSL4基因在番茄各組織中的表達(dá)水平有差異:該基因在番茄花、果實(shí)、萼片和根中均有表達(dá),且在花和果實(shí)中大量表達(dá),但是在葉片中表達(dá)量較少;(2)SlSL4基因在野生番茄AC~(++)和果實(shí)成熟突變體rin、nor、Nr的果實(shí)成熟不同時(shí)期中的表達(dá)水平有差異,該基因在突變體nor、Nr果實(shí)中的表達(dá)量明顯高于野生型果實(shí);SlSL4基因在野生型成熟不同時(shí)期果實(shí)中的表達(dá)量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),并在破色期到達(dá)最大值;(3)通過(guò)SlSL4在5種激素(Eth,ABA,GA,SA,JA)處理后的番茄葉片中的表達(dá)模式分析發(fā)現(xiàn):SlSL4基因在乙烯處理的葉片中的表達(dá)水平高于野生型,該基因可能參與乙烯調(diào)控途徑。3.為了研究SlSL4基因在番茄成熟調(diào)控中的具體功能,我們分別構(gòu)建了SlSL4基因的超表達(dá)載體與RNAi沉默載體,通過(guò)農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化野生番茄AC~(++),培育出并篩選得到SlSL4基因超表達(dá)和RNAi沉默的轉(zhuǎn)基因番茄株系。通過(guò)對(duì)SlSL4超表達(dá)轉(zhuǎn)基因番茄果實(shí)的研究發(fā)現(xiàn):相同環(huán)境下SlSL4超表達(dá)轉(zhuǎn)基因番茄果實(shí)比野生番茄果實(shí)成熟時(shí)間推遲;SlSL4基因RNAi沉默的轉(zhuǎn)基因番茄植株研究發(fā)現(xiàn)該植株開(kāi)花極易脫落且不易結(jié)果。4.在mRNA水平對(duì)SlSL4基因的功能進(jìn)行分析,結(jié)果顯示:轉(zhuǎn)基因番茄果實(shí)中乙烯生物合成相關(guān)基因(ACO1,ACO3,ACS2)和乙烯合成上游基因RIN的表達(dá)水平在果實(shí)成熟的不同時(shí)期明顯下調(diào),乙烯響應(yīng)基因(E4,E8,ERF1)表達(dá)水平同樣下調(diào);轉(zhuǎn)基因番茄果實(shí)中類(lèi)胡蘿卜素合成關(guān)鍵酶基因PSY1的表達(dá)相較于野生型果實(shí)有明顯差異;這些結(jié)果說(shuō)明SlSL4基因可能參與乙烯調(diào)控途徑并且影響番茄果實(shí)的成熟。5.利用酵母雙雜交技術(shù)我們對(duì)SlSL4蛋白與番茄中其他參與果實(shí)成熟調(diào)控的MADS-box蛋白間進(jìn)行了相互作用分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn):SlSL4蛋白可與SlMADS-RIN、SlMADS1和SlTAGL1蛋白之間分別發(fā)生相互作用,說(shuō)明SlSL4蛋白可能與SlMADS-RIN、SlMADS1和SlTAGL1蛋白同樣具有調(diào)節(jié)果實(shí)成熟的功能,在番茄果實(shí)成熟調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮作用。同時(shí),酵母雙雜交結(jié)果顯示SlSL4蛋白與番茄離區(qū)發(fā)育相關(guān)蛋白SlMADS-MC和JOINTLESS不發(fā)生相互作用,表明SlSL4蛋白可能不是通過(guò)與SlMADS-MC和JOINTLESS蛋白互作來(lái)控制花的脫落和結(jié)果的。
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：S641.2
【圖文】：

圖 1.1 番茄乙烯合成和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)模型(Liu, Pirrello et al. 2015)e 1.1 Simplified scheme showing ethylene synthesis and response in tPirrello et al. 2015)躍變型果實(shí)中已經(jīng)提出了兩個(gè)乙烯生物合成系統(tǒng)t al. 1972)。系統(tǒng) 1 負(fù)責(zé)躍變型果實(shí)躍變期之前和非躍變型組織所產(chǎn)生的基礎(chǔ)水平的乙烯。系統(tǒng) 1 是自抑制乙烯產(chǎn)生程中起作用，系統(tǒng) 2 在呼吸躍變成熟期運(yùn)行，并能自生催系統(tǒng) 1 乙烯的產(chǎn)生依賴(lài)于 ACS1A 和 ACS6 的表達(dá)，都受乙激活是由乙烯的正調(diào)控使 ACS2 和 ACS4 上調(diào)反應(yīng)形成的l. 1998; Barry, Llop-Tous et al. 2000)。在系統(tǒng) 1 里 ACO1 和中低表達(dá)，但是它們的轉(zhuǎn)錄水平隨著乙烯產(chǎn)量的增加而升統(tǒng) 2 的過(guò)渡。此外，ACO4 在果實(shí)成熟時(shí)期持續(xù)穩(wěn)定的表達(dá)l. 1998)。乙烯生物合成基因的表達(dá)受發(fā)育調(diào)控因子調(diào)控，S2 和 ACO1 啟動(dòng)子來(lái)調(diào)節(jié)表達(dá)的 RIN 和 LeHB-1 (Lin, Hoano et al. 2013)，因此，系統(tǒng) 2 乙烯生產(chǎn)可能不是促成躍變

圖1.4 MADS-box蛋白的分類(lèi)及結(jié)構(gòu)(Alvarezbuylla and Al 2000; Becker, Winter et al. 2000; BoRaes et al. 2003)Figure 1.4 Classification and structure of MADS-box protein(Alvarezbuylla and Al 2000;Becker, Winter et al. 2000; Bodt, Raes et al. 2003)目前，研究較多的 MADS-box 基因是類(lèi)型 2 中的 MIKC 型基因，而類(lèi)型 1基因相對(duì)研究較少。植物中屬于類(lèi)型 2 的 MADS-box 基因具有 M、I、K、C 四主要結(jié)構(gòu)域，而根據(jù) I 結(jié)構(gòu)域的蛋白序列和結(jié)構(gòu)的差異，將 MIKC 型分為：MIK型和MIKC*型。MIKC 型MADS-box 基因通常含有7-8個(gè)外顯子和6-7個(gè)內(nèi)含子一般情況下，M 結(jié)構(gòu)域是由 1 個(gè)位于 N 端的外顯子編碼，K 結(jié)構(gòu)域由 3-5 個(gè)位N 端的外顯子編碼，C 末端由最后的 2-3 個(gè)外顯子編碼。N 末端的 M 結(jié)構(gòu)域是中最保守的，是由 50-60 個(gè)氨基酸殘基組成的。M 結(jié)構(gòu)域具有與目標(biāo)基因特異合作用的序列 CC(A/T)6GG(CArG-box)(Shore and Sharrocks 1995)。例如：番茄SlMADS-RIN 基因可結(jié)合 CArG-box 結(jié)構(gòu)域，然后調(diào)控自身表達(dá)和其下游基因：ACACS2、PG、TBG4 等(Fujisawa, Nakano et al. 2011)。I 結(jié)構(gòu)域大約由 30 多個(gè)親水基酸殘基組成，位于 M 結(jié)構(gòu)域與 K 結(jié)構(gòu)域之間，主要和 M 結(jié)構(gòu)域一起決定轉(zhuǎn)

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 高敏;;桃PpSnRK1α在番茄中過(guò)表達(dá)可延緩葉片衰老[J];中國(guó)果業(yè)信息;2017年05期

2 朱秋容;;“轉(zhuǎn)基因番茄”是“不正常番茄”嗎?——對(duì)人教版七年級(jí)教材前言的討論[J];中學(xué)生物教學(xué);2012年08期

3 李海玲;曹忻;哈斯其美格;孫萬(wàn)虹;;種植轉(zhuǎn)基因番茄對(duì)溫室土壤理化性質(zhì)及養(yǎng)分的影響[J];北方園藝;2015年20期

4 常洪偉;;轉(zhuǎn)基因番茄的研究現(xiàn)狀及其產(chǎn)業(yè)化[J];菏澤學(xué)院學(xué)報(bào);2014年S1期

5 ;科學(xué)家培育出紫色轉(zhuǎn)基因番茄[J];當(dāng)代蔬菜;2004年05期

6 劉浩;科學(xué)家育出轉(zhuǎn)基因番茄[J];新疆農(nóng)墾科技;2004年03期

7 ;美科學(xué)家培育出有防癌功能的轉(zhuǎn)基因番茄[J];世界熱帶農(nóng)業(yè)信息;2004年07期

8 向慶寧,張明方;轉(zhuǎn)基因番茄如何通過(guò)栽培管理提高結(jié)實(shí)率[J];長(zhǎng)江蔬菜;2002年12期

9 易子夏,歐志鵬;轉(zhuǎn)基因番茄——海王粉帥[J];農(nóng)村百事通;2002年01期

10 ;耐貯轉(zhuǎn)基因番茄[J];福建農(nóng)業(yè)科技;1996年01期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 唐克軒;林娟;趙凌俠;任薇薇;李維;王國(guó)豐;林玲;孫小芬;;利用轉(zhuǎn)基因番茄和生菜表達(dá)鮭魚(yú)降鈣素的研究[A];中國(guó)生物工程學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)年會(huì)暨全國(guó)生物反應(yīng)器學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要集[C];2006年

2 張?jiān)?張洪霞;;抗旱、耐冷無(wú)選擇標(biāo)記基因轉(zhuǎn)基因番茄的培育[A];2007中國(guó)植物生理學(xué)會(huì)全國(guó)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要匯編[C];2007年

3 徐鶴林;陸春貴;余文貴;楊榮昌;曹曉鳳;朱玉賢;凍章良;;番茄ACC合成酶反義cDNA轉(zhuǎn)化及轉(zhuǎn)基因番茄果實(shí)貯藏生理特性研究[A];中國(guó)園藝學(xué)會(huì)成立70周年紀(jì)念優(yōu)秀論文選編[C];1999年

4 劉建國(guó);白國(guó)輝;田源;陳筑;白朋元;韓琦;管曉燕;張劍;;轉(zhuǎn)基因番茄防齲疫苗中外源基因漂移的初步研究[A];全國(guó)第八次牙體牙髓病學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2011年

5 陳琦;郝浩永;尉亞輝;;轉(zhuǎn)HBsAg基因番茄的表型變異研究[A];2007中國(guó)植物生理學(xué)會(huì)全國(guó)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要匯編[C];2007年

6 張啟發(fā);;轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的安全性及管理[A];新世紀(jì)科技與湖北經(jīng)濟(jì)發(fā)展——2001首屆湖北科技論壇論文集[C];2001年

7 于力;閻君;朱為民;;低溫脅迫下番茄LeMPK3基因表達(dá)特性及功能分析[A];2013中國(guó)園藝學(xué)會(huì)設(shè)施園藝分會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)·蔬菜優(yōu)質(zhì)安全生產(chǎn)技術(shù)研討會(huì)暨現(xiàn)場(chǎng)觀摩會(huì)論文摘要集[C];2013年

8 蒙姣榮;陳保善;;番茄RNA病毒寄主因子基因ToTOM3的克隆與功能鑒定[A];2005年中南、西南植物病理學(xué)會(huì)和中國(guó)菌物學(xué)會(huì)聯(lián)合學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

9 于力;閻君;王海海;朱為民;;番茄熱誘導(dǎo)MAPK基因的克隆、表達(dá)特性及功能分析[A];中國(guó)園藝學(xué)會(huì)2012年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2012年

10 白國(guó)輝;劉建國(guó);田源;陳筑;韓琪;白朋元;顧瑜;管曉燕;;轉(zhuǎn)基因番茄防齲疫苗急性和亞慢性毒性實(shí)驗(yàn)研究[A];全國(guó)第八次牙體牙髓病學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 潘麗;口蹄疫病毒免疫原基因在番茄和擬南芥中的表達(dá)及轉(zhuǎn)基因番茄動(dòng)物免疫試驗(yàn)[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2005年

2 王全華;葡萄糖氧化酶（GO）基因在番茄中的遺傳轉(zhuǎn)化及其抗病機(jī)理研究[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2005年

3 蒙姣榮;番茄RNA病毒寄主因子基因ToTOM3的克隆與功能鑒定[D];華南農(nóng)業(yè)大學(xué);2005年

4 張余洋;轉(zhuǎn)基因番茄標(biāo)記基因剔除及翻譯起始因子4E基因順化植物的病毒抗性[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2006年

5 田吉林;HAL1和merB基因增強(qiáng)轉(zhuǎn)基因植物耐鹽和抗汞能力研究[D];浙江大學(xué);2003年

6 孟夏;番茄SlAV2基因的克隆、表達(dá)和功能分析[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

7 王新亮;果樹(shù)根系硝態(tài)氮信號(hào)響應(yīng)關(guān)鍵基因的克隆與功能分析[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2012年

8 韓芹芹;番茄SlNAC3基因通過(guò)延遲果實(shí)軟化和改變類(lèi)胡蘿卜素的合成調(diào)控果實(shí)成熟[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

9 張嬋娟;番茄抗壞血酸生物合成途徑關(guān)鍵基因的功能分析與調(diào)控研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

10 解巧利;番茄MADS-box轉(zhuǎn)錄因子SlFYFL調(diào)控衰老和果實(shí)成熟的分子機(jī)理研究[D];重慶大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 徐幸;番茄MADS-box家族轉(zhuǎn)錄因子SOC-like4（SlSL4）調(diào)控果實(shí)成熟的功能研究[D];西南大學(xué);2018年

2 劉楊;Sly-miR168α調(diào)控番茄鉀養(yǎng)分吸收和利用的功能驗(yàn)證[D];沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué);2018年

3 楊甲辰;番茄葉綠體單脫氫抗壞血酸還原酶基因?qū)Ω珊得{迫的響應(yīng)[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2017年

4 馬曉翠;番茄冷調(diào)控蛋白SlCOR413IM1的功能分析[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2017年

5 趙惠;番茄花柄脫落特異基因SlPP2C克隆、表達(dá)及轉(zhuǎn)基因番茄的獲得[D];沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué);2017年

6 韓琪;防齲用轉(zhuǎn)基因番茄中外源目的蛋白表達(dá)穩(wěn)定性研究[D];遵義醫(yī)學(xué)院;2011年

7 劉展;蘋(píng)果HMGR1基因克隆及在番茄中的功能分析[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

8 郭文文;轉(zhuǎn)基因番茄對(duì)土壤生物學(xué)性質(zhì)及養(yǎng)分吸收的影響[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

9 王雙雙;MhGAI2基因在番茄中的異位表達(dá)分析[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

10 劉澤洲;AtmiR399f在番茄中的異位表達(dá)及功能分析[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2735453