發(fā)布時間：2020-07-01 16:57

【摘要】：植物表皮毛是植物在長期進化過程中為了應(yīng)對生物和非生物逆境脅迫而演化出來的一類特殊的由表皮細(xì)胞向外延伸形成的發(fā)狀結(jié)構(gòu),其廣泛分布于陸地植物地上部分的體表。植物表皮毛是植物體細(xì)胞分化的模式系統(tǒng),越來越多的研究投入到對不同植物中表皮毛的發(fā)生調(diào)控機理、作用和有關(guān)調(diào)控基因的發(fā)現(xiàn)與功能分析等方面的研究當(dāng)中。目前以擬南芥單細(xì)胞表皮毛相關(guān)基因的克隆、功能分析和調(diào)節(jié)機理的研究最為透徹。而番茄、煙草的表皮毛為多細(xì)胞結(jié)構(gòu)與擬南芥差異很大,因此擬南芥的表皮毛的調(diào)控機理并不適用于番茄和煙草等植物。番茄Sl HZ45基因能夠顯著的促進Ⅰ型、Ⅳ型表皮毛發(fā)生,極顯著的促進Ⅵ型表皮毛發(fā)生。因此,對Sl HZ45基因的分離和相關(guān)功能的研究對于今后多細(xì)胞表皮毛的發(fā)育機制和調(diào)控機理的探索具有重要的意義。由于表皮毛具有的特殊形態(tài)結(jié)構(gòu)以及腺體表皮毛毛分泌次級代謝產(chǎn)物的多樣性,因此表皮毛(尤其是腺毛)對于植物抵御逆境脅迫具有一定的作用。Sl HZ45基因促進番茄表皮毛發(fā)生的類型均為腺體表皮毛。因此,推斷該基因的具有一定的逆境抵抗能力。對該基因的研究亦為今后的番茄抗性育種提供良好的資源材料。本研究通過對T1代轉(zhuǎn)Sl HZ45基因煙草和T0代Sl HZ45基因超表達番茄植株表皮毛類型分析,逆境脅迫下T1代轉(zhuǎn)Sl HZ45基因煙草萌發(fā)試驗以及逆境脅迫下Sl HZ45基因的表達模式分析等試驗,探索Sl HZ45基因的相關(guān)功能,主要研究結(jié)果如下:1.建立番茄Sl HZ45基因轉(zhuǎn)化體系,與普通栽培番茄品種進行表皮毛類型和數(shù)量的觀察比較分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn),Sl HZ45基因超表達植株葉表皮毛與對照組相比,葉緣上Ⅰ型、Ⅳ型表皮毛數(shù)量分別增加45.80%、50.00%,且兩種表皮毛均為腺體毛。Sl HZ45基因超表達植株莖表皮毛與對照組相比,Ⅵ型表皮毛數(shù)量極顯著的發(fā)生,增長率為395.84%,Ⅵ型同樣為腺體毛�；ū砥っc對照組相比較不論是花瓣、花托上表皮毛的數(shù)量和類型上均無顯著差異。Sl HZ45基因超表達植株總表皮毛數(shù)量明顯增加,表皮毛總數(shù)增加48.66%,且數(shù)量增加的表皮毛均為腺體毛。2.T1代轉(zhuǎn)Sl HZ45基因煙草表皮毛類型分析,Sl HZ45基因?qū)Υ龠M煙草腺毛的發(fā)生有顯著的作用,而對總體數(shù)量上的促進作用不是十分明顯,這與番茄超表達植株表皮毛類型上的變化規(guī)律一致,Sl HZ45基因能夠顯著或極顯著的促進植株腺體毛的發(fā)生,而抑制部分非腺體毛的發(fā)生。3.利用semi RT-PCT和Real-time PCR技術(shù)對低溫、高鹽、干旱脅迫下番茄根、莖、葉、花和果5個部位進行Sl HZ45基因的表達分析。結(jié)果顯示,Sl HZ45基因在各個部位均有表達,在根、果中表達量極低,在花中表達量最高。3種脅迫下根、果中基因表達量仍相對較低,鹽處理中花器官中該基因表達量最高并且在6h出現(xiàn)峰值,冷脅迫中莖、葉和花均在3h時出現(xiàn)峰值,且相對表達量接近,干旱脅迫下花中6h表達量峰值最高。隨著處理時間延長,Sl HZ45基因在莖、葉、花中的表達量在3h-6h中均顯著的提高。因此,可以推斷Sl HZ45基因受逆境脅迫的誘導(dǎo),在抵御逆境脅迫中發(fā)揮作用。同時進行了T1代煙草的逆境脅迫處理,Sl HZ45基因的表達規(guī)律與番茄中該基因表達規(guī)律吻合。4.20mM鹽和20%PEG條件下進行了T1代煙草種子萌發(fā)試驗。結(jié)果發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)Sl HZ45基因煙草種子萌發(fā)速率以及終萌發(fā)率均顯著的高于對照組�？梢酝茰y,Sl HZ45基因在種子萌發(fā)期對逆境起到一定的抵抗作用。5.在根長測定實驗中,轉(zhuǎn)基因煙草根長長于對照組0.5cm左右,側(cè)根分支多于照組。鹽脅迫中,轉(zhuǎn)基因煙草根系均長于對照組,且側(cè)根分支多于對照組。干旱脅迫中根系長度變化規(guī)律與鹽脅迫時基本相同,轉(zhuǎn)基因煙草根系均長于對照組,且側(cè)根分支多于對照組。6.利用在線軟件對Sl HZ45基因啟動子序列進行預(yù)測和生物信息學(xué)分析,結(jié)果表明:啟動子序列中除了存在核心啟動子元件和大量的CAATbox外還含有多個已報道的順式作用調(diào)控元件如:AE-box、GA-motif、GAG-motif、TCT-motif、ATGCAAAT motif、Skn-1-motif、Circadian、TC-rich repeats-motif、HSE-motif、GARE-motif、GAGTA-motif等。說明Sl HZ45基因很有可能是在多重轉(zhuǎn)錄信號共同調(diào)控下完成的表達。
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S641.2
【圖文】：

4圖1-1表皮毛發(fā)生的轉(zhuǎn)錄調(diào)控模式圖Fig.1-1 Transcriptional regulation pattern of trichom生機制相關(guān)的研究

2.單列保護毛；3.分叉保護毛；4-7.腺毛；8.分叉腺毛；9.短柄腺毛圖1-2煙草表皮毛類型Fig.1-2 Tobacco trichome types茄表皮毛表皮毛發(fā)生機制相關(guān)的研究

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李田;孫景寬;劉京濤;;植物啟動子研究進展[J];生物技術(shù)通報;2015年02期

2 An Yan;Minjie Wu;Yongqin Zhao;Aidong Zhang;Bohan Liu;John Schiefelbein;Yinbo Gan;;Involvement of C2H2 zinc finger proteins in the regulation of epidermal cell fate determination in Arabidopsis[J];Journal of Integrative Plant Biology;2014年12期

3 周佳佳;孫覓真;張素青;伊海法;邢會賢;王麗媛;宋憲亮;孫學(xué)振;;棉花種子特異性啟動子的克隆及序列分析[J];山東農(nóng)業(yè)科學(xué);2014年06期

4 孫芳芳;宋洪元;;植物誘導(dǎo)型啟動子研究進展[J];南方園藝;2014年02期

5 文添龍;劉雪梅;冀亞萍;俞嘉寧;;高等植物脅迫誘導(dǎo)型啟動子的研究進展[J];西北植物學(xué)報;2014年01期

6 曹敏;張璐;高新梅;張艮邦;李文強;郭萬里;;植物表皮毛發(fā)育分子調(diào)控機制的研究進展[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2013年10期

7 Takashi Aoyama;;Pathways for Epidermal Cell Differentiation via the Homeobox Gene GLABRA2:Update on the Roles of the Classic Regulator[J];Journal of Integrative Plant Biology;2012年10期

8 高建昌;杜永臣;王孝宣;國艷梅;;番茄抗蟲育種研究進展[J];中國蔬菜;2007年03期

9 劉世彪,陳菁,胡正海;7種番荔枝果樹的葉片結(jié)構(gòu)及其與抗寒性關(guān)系研究[J];果樹學(xué)報;2004年03期

10 柴敏,丁云花;番茄多茸毛基因Wo~(mz)的遺傳表現(xiàn)及其利用價值[J];園藝學(xué)報;2002年02期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 孫碧徽;多年生黑麥草葉片形態(tài)與低溫脅迫的生理響應(yīng)研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2016年

本文編號：2737035