番茄(Solanum lycopersicum)作為一種大眾喜愛的蔬菜,具有豐富的營養(yǎng)價值和藥用價值。番茄富含維生素和多種微量元素,長期食用能有效預(yù)防血管老化并顯著降低癌癥發(fā)病幾率。在長期進(jìn)化過程中,番茄具備了一定抗逆境能力,但當(dāng)外界不良環(huán)境條件超過了番茄植株的耐受限度時則會影響番茄的生長發(fā)育。在遭受到真菌、細(xì)菌、病原菌等生物脅迫時,番茄植株產(chǎn)生枯萎、壞死以及腐爛等癥狀。在遭受高溫、低溫、干旱、高鹽等非生物脅迫時,番茄植株產(chǎn)生黃化、萎蔫及矮化等癥狀。TPR(Tetratricopeptide repeat)基因是一類含有TPR保守基序的基因家族,該基因廣泛參與細(xì)胞周期調(diào)控、基因表達(dá)、蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)、有絲分裂、蛋白質(zhì)折疊、類固醇受體功能、RNA剪切、轉(zhuǎn)錄抑制、蛋白質(zhì)降解及應(yīng)激脅迫等生物進(jìn)程。研究發(fā)現(xiàn)TPR基因在擬南芥(Arabidopsis thaliana)中主要參與高溫響應(yīng)及生長發(fā)育過程,小麥(Triticum aestivum L)TPR基因在響應(yīng)低溫及高鹽脅迫等逆境中發(fā)揮重要作用。但番茄中關(guān)于TPR基因的研究還未見報道。為了研究番茄TPR基因在逆境脅迫下的功能,我們對TPR基因家族展開了以下研究。本研究結(jié)果如下:(1)本研究以番茄基因組數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),利用生物信息學(xué)手段鑒定出26個TPR基因家族成員,并對番茄TPR基因進(jìn)行亞細(xì)胞定位、系統(tǒng)進(jìn)化、保守基序、組織表達(dá)以及GO分析。亞細(xì)胞定位分析表明,TPR蛋白主要分布于細(xì)胞質(zhì),少數(shù)定位于外膜及周質(zhì)中;保守基序分析表明,多數(shù)番茄TPR基因具有相同的保守基序;組織表達(dá)分析顯示,番茄TPR基因家族成員在不同發(fā)育時期及組織中表達(dá)量存在差異,這表明TPR基因的功能具有多樣性;另外,番茄TPR基因家族成員能夠響應(yīng)多種生物及非生物脅迫,但其響應(yīng)機(jī)制還需進(jìn)一步研究。GO分析說明番茄TPR蛋白具有分子伴侶功能并與植物信號傳遞有關(guān)。(2)利用qRT-PCR技術(shù)檢測生物脅迫(灰霉)以及非生物脅迫(ABA、干旱、鹽、創(chuàng)傷)下番茄TPR基因家族各成員的表達(dá)量。結(jié)果表明,番茄TPR家族成員對各種生物脅迫和非生物脅迫均有不同程度的響應(yīng),其中SlTPR2、SlTPR4基因在不同脅迫下變化顯著。(3)利用VIGS技術(shù)對番茄幼苗中SlTPR2、SlTPR4基因分別進(jìn)行沉默,測定沉默組與對照組在生物脅迫和非生物脅迫下的超氧化物歧化酶、過氧化物酶、多酚氧化酶、抗壞血酸氧化酶含量,結(jié)果表明SlTPR2、SlTPR4沉默植株抗逆境能力下降。(4)本研究利用蛋白互作分析預(yù)測出SlTPR4能夠與編碼ATP合酶CF1的α亞基(atpA)存在互作。并進(jìn)一步利用酵母雙雜交以及pull down試驗證明二者之間存在相互作用,以上研究結(jié)果將為進(jìn)一步探究TPR介導(dǎo)的抗病防衛(wèi)反應(yīng)的分子機(jī)制提供了理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S641.2

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本文編號：2826319