金柑轉(zhuǎn)錄因子FcWRKY40抗逆功能鑒定及作用機(jī)制解析
發(fā)布時間:2021-02-19 08:01
干旱與高鹽嚴(yán)重影響柑橘類植物的生長、發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)。利用具有抗逆功能的轉(zhuǎn)錄因子開展基因工程是創(chuàng)制抗逆種質(zhì)的重要手段,也為柑橘類植物分子改良提供了新的思路。WRKY是植物特有的一類轉(zhuǎn)錄因子,在植物應(yīng)答生物及非生物脅迫中起著十分重要的作用。雖然在不同植物中鑒定了一些WRKY轉(zhuǎn)錄因子,但大多數(shù)WRKY的功能及調(diào)控網(wǎng)絡(luò)仍不清楚。在初步驗(yàn)證了金柑轉(zhuǎn)錄因子FcWRKY40抗氧化脅迫中發(fā)揮作用的基礎(chǔ)上,本研究進(jìn)一步解析FcWRKY40在非生物脅迫(鹽及干旱)應(yīng)答中的功能,并闡明其作用機(jī)制。研究主要結(jié)果如下:1.FcWRKY40抗鹽功能鑒定。超表達(dá)FcWRKY40的煙草轉(zhuǎn)基因系在鹽脅迫下發(fā)芽率顯著高于野生型,植株生長狀態(tài)更好,相對電導(dǎo)率、MDA及ROS含量顯著低于野生型,葉綠素含量及光合效率高于野生型。采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的轉(zhuǎn)化方法獲得了超表達(dá)FcWRKY40的檸檬轉(zhuǎn)基因植株。鹽脅迫下,檸檬轉(zhuǎn)基因系較野生型受害程度較輕,葉綠素含量更高,ROS累積更少。利用病毒介導(dǎo)的基因沉默(VIGS)技術(shù)獲得了FcWRKY40金柑沉默材料。鹽脅迫下,金柑沉默材料受害更嚴(yán)重,葉綠素含量更少,ROS累積顯著高于野生型,表明F...
【文章來源】:華中農(nóng)業(yè)大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:144 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
縮略詞表
第一章 前言
1.研究背景
2.文獻(xiàn)綜述
2.1 植物體與鹽脅迫逆境
2.2 植物體在鹽脅迫下所受到的傷害
2.3 鹽脅迫下植物體響應(yīng)機(jī)制
2.4 植物體與干旱脅迫逆境
2.5 干旱脅迫下植物體內(nèi)應(yīng)答機(jī)制
2.6 WRKY轉(zhuǎn)錄因子與其在植物逆境應(yīng)答中的作用
3.本研究的目的意義與內(nèi)容
第二章 金柑轉(zhuǎn)錄因子FcWRKY40抗鹽功能鑒定
1.引言
2.材料與方法
2.1 植物材料
2.2 植物材料生長及脅迫處理
2.3 檸檬的遺傳轉(zhuǎn)化
2.4 病毒誘導(dǎo)的基因沉默(VIGS,virus-induced gene silencing)
2.5 RNA提取和基因表達(dá)
2.6 轉(zhuǎn)基因材料抗性分析
2.7 統(tǒng)計(jì)分析
3.結(jié)果與分析
3.1 FcWRKY40超表達(dá)煙草抗鹽性分析
3.2 FcWRKY40超表達(dá)檸檬抗鹽性分析
3.3 FcWRKY40-VIGS金柑抗鹽性分析
4.討論
5.小結(jié)
第三章 金柑轉(zhuǎn)錄因子FcWRKY40鹽脅迫抗性機(jī)制解析
1.引言
2.材料與方法
2.1 植物材料
2.2 植物材料生長及脅迫處理
2.3 RNA提取和基因表達(dá)
2.4 酵母單雜交
2.5 凝膠遷移實(shí)驗(yàn)(EMSA)
2.6 雙熒光素酶活性分析
2.7 離子含量測定
2.8 GUS染色
2.9 脯氨酸含量測定
2.10 轉(zhuǎn)基因材料抗性分析
2.11 統(tǒng)計(jì)分析
3.結(jié)果與分析
3.1 鹽脅迫相關(guān)基因表達(dá)分析
3.2 超表達(dá)檸檬及沉默組金柑離子含量測定
3.3 超表達(dá)檸檬及沉默組金柑脯氨酸含量測定
3.4 檸檬超表達(dá)系EBL處理后抗鹽性分析
3.5 金柑沉默材料外源脯氨酸處理后抗鹽性分析
3.6 FcWRKY40與FcSOSs及FcP5CS1啟動子互作分析
3.7 FcWRKY40表達(dá)模式分析
3.8 FcWRKY40啟動子與ABF2互作分析
4.討論
4.1 離子平衡與植物抗鹽性
4.2 脯氨酸與植物抗鹽性
4.3 FcWRKY40受FcABF2的調(diào)控
5.小結(jié)
第四章 金柑轉(zhuǎn)錄因子FcWRKY40抗旱功能鑒定
1.引言
2.材料與方法
2.1 植物材料
2.2 植物材料生長及脅迫處理
2.3 轉(zhuǎn)基因材料抗性分析
2.4 統(tǒng)計(jì)分析
3.結(jié)果與分析
3.1 FcWRKY40超表達(dá)煙草脫水/干旱抗性分析
3.2 FcWRKY40轉(zhuǎn)基因檸檬脫水分析
3.3 FcWRKY40-VIGS金柑干旱抗性分析
4.討論
4.1 FcWRKY40可提高植物保水能力
4.2 FcWRKY40減輕了干旱脅迫下的ROS傷害
5.小結(jié)
參考文獻(xiàn)
附錄Ⅰ 煙草、檸檬及金柑處理前葉綠素含量
附錄Ⅱ 金柑中沉默F(xiàn)cPDS基因
附錄Ⅲ 超表達(dá)檸檬及沉默組金柑處理前離子含量
附錄Ⅳ 超表達(dá)檸檬處理前脯氨酸含量、MDA含量與葉綠素含量
附錄Ⅴ 沉默組金柑處理前葉綠素含量
附錄Ⅵ 已發(fā)表文章
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]我國柑橘產(chǎn)銷現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及對策建議[J]. 沈兆敏. 果農(nóng)之友. 2017(09)
[2]植物鹽脅迫下應(yīng)激調(diào)控分子機(jī)制研究進(jìn)展[J]. 張昆,李明娜,曹世豪,孫彥. 草地學(xué)報. 2017(02)
[3]Phytohormones and their metabolic engineering for abiotic stress tolerance in crop plants[J]. Shabir H.Wani,Vinay Kumar,Varsha Shriram,Saroj Kumar Sah. The Crop Journal. 2016(03)
[4]果樹保護(hù)地栽培土壤鹽漬化的原因及防治措施[J]. 孔德璐. 果樹實(shí)用技術(shù)與信息. 2014(04)
[5]我國柑橘工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 單楊. 農(nóng)業(yè)工程技術(shù)(農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)). 2014(04)
[6]植物抗旱性研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢[J]. 戶連榮,郎南軍,鄭科. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2008(07)
[7]中國農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害對作物產(chǎn)量的影響[J]. 王春乙,婁秀榮,王建林. 自然災(zāi)害學(xué)報. 2007(05)
[8]中國柑橘生產(chǎn)與消費(fèi)現(xiàn)狀分析[J]. 王川. 農(nóng)業(yè)展望. 2006(01)
[9]OsWRKY03, a rice transcriptional activator that functions in defense signaling pathway upstream of OsNPR1[J]. Xiao Qiang LIU1,2, Xian Quan BAI1,2, Qian QIAN3, Xiu Jie WANG1, Ming Sheng CHEN1, Cheng Cai CHU1,* 1National Key Laboratory of Plant Genomics, Institute of Genetics and Developmental Biology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China 2Graduate School of the Chinese Academy of Sciences, Yuquan Road, Beijing 100039, China 3China National Rice Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310006, China. Cell Research. 2005(08)
[10]干旱對植物影響的研究進(jìn)展[J]. 孫梅霞,祖朝龍,徐經(jīng)年. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2004(02)
博士論文
[1]金柑(Fortunella crassifolia)三個抗逆基因克隆、功能鑒定及作用機(jī)制解析[D]. 龔小慶.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
本文編號:3040831
【文章來源】:華中農(nóng)業(yè)大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:144 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
縮略詞表
第一章 前言
1.研究背景
2.文獻(xiàn)綜述
2.1 植物體與鹽脅迫逆境
2.2 植物體在鹽脅迫下所受到的傷害
2.3 鹽脅迫下植物體響應(yīng)機(jī)制
2.4 植物體與干旱脅迫逆境
2.5 干旱脅迫下植物體內(nèi)應(yīng)答機(jī)制
2.6 WRKY轉(zhuǎn)錄因子與其在植物逆境應(yīng)答中的作用
3.本研究的目的意義與內(nèi)容
第二章 金柑轉(zhuǎn)錄因子FcWRKY40抗鹽功能鑒定
1.引言
2.材料與方法
2.1 植物材料
2.2 植物材料生長及脅迫處理
2.3 檸檬的遺傳轉(zhuǎn)化
2.4 病毒誘導(dǎo)的基因沉默(VIGS,virus-induced gene silencing)
2.5 RNA提取和基因表達(dá)
2.6 轉(zhuǎn)基因材料抗性分析
2.7 統(tǒng)計(jì)分析
3.結(jié)果與分析
3.1 FcWRKY40超表達(dá)煙草抗鹽性分析
3.2 FcWRKY40超表達(dá)檸檬抗鹽性分析
3.3 FcWRKY40-VIGS金柑抗鹽性分析
4.討論
5.小結(jié)
第三章 金柑轉(zhuǎn)錄因子FcWRKY40鹽脅迫抗性機(jī)制解析
1.引言
2.材料與方法
2.1 植物材料
2.2 植物材料生長及脅迫處理
2.3 RNA提取和基因表達(dá)
2.4 酵母單雜交
2.5 凝膠遷移實(shí)驗(yàn)(EMSA)
2.6 雙熒光素酶活性分析
2.7 離子含量測定
2.8 GUS染色
2.9 脯氨酸含量測定
2.10 轉(zhuǎn)基因材料抗性分析
2.11 統(tǒng)計(jì)分析
3.結(jié)果與分析
3.1 鹽脅迫相關(guān)基因表達(dá)分析
3.2 超表達(dá)檸檬及沉默組金柑離子含量測定
3.3 超表達(dá)檸檬及沉默組金柑脯氨酸含量測定
3.4 檸檬超表達(dá)系EBL處理后抗鹽性分析
3.5 金柑沉默材料外源脯氨酸處理后抗鹽性分析
3.6 FcWRKY40與FcSOSs及FcP5CS1啟動子互作分析
3.7 FcWRKY40表達(dá)模式分析
3.8 FcWRKY40啟動子與ABF2互作分析
4.討論
4.1 離子平衡與植物抗鹽性
4.2 脯氨酸與植物抗鹽性
4.3 FcWRKY40受FcABF2的調(diào)控
5.小結(jié)
第四章 金柑轉(zhuǎn)錄因子FcWRKY40抗旱功能鑒定
1.引言
2.材料與方法
2.1 植物材料
2.2 植物材料生長及脅迫處理
2.3 轉(zhuǎn)基因材料抗性分析
2.4 統(tǒng)計(jì)分析
3.結(jié)果與分析
3.1 FcWRKY40超表達(dá)煙草脫水/干旱抗性分析
3.2 FcWRKY40轉(zhuǎn)基因檸檬脫水分析
3.3 FcWRKY40-VIGS金柑干旱抗性分析
4.討論
4.1 FcWRKY40可提高植物保水能力
4.2 FcWRKY40減輕了干旱脅迫下的ROS傷害
5.小結(jié)
參考文獻(xiàn)
附錄Ⅰ 煙草、檸檬及金柑處理前葉綠素含量
附錄Ⅱ 金柑中沉默F(xiàn)cPDS基因
附錄Ⅲ 超表達(dá)檸檬及沉默組金柑處理前離子含量
附錄Ⅳ 超表達(dá)檸檬處理前脯氨酸含量、MDA含量與葉綠素含量
附錄Ⅴ 沉默組金柑處理前葉綠素含量
附錄Ⅵ 已發(fā)表文章
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]我國柑橘產(chǎn)銷現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及對策建議[J]. 沈兆敏. 果農(nóng)之友. 2017(09)
[2]植物鹽脅迫下應(yīng)激調(diào)控分子機(jī)制研究進(jìn)展[J]. 張昆,李明娜,曹世豪,孫彥. 草地學(xué)報. 2017(02)
[3]Phytohormones and their metabolic engineering for abiotic stress tolerance in crop plants[J]. Shabir H.Wani,Vinay Kumar,Varsha Shriram,Saroj Kumar Sah. The Crop Journal. 2016(03)
[4]果樹保護(hù)地栽培土壤鹽漬化的原因及防治措施[J]. 孔德璐. 果樹實(shí)用技術(shù)與信息. 2014(04)
[5]我國柑橘工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 單楊. 農(nóng)業(yè)工程技術(shù)(農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)). 2014(04)
[6]植物抗旱性研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢[J]. 戶連榮,郎南軍,鄭科. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2008(07)
[7]中國農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害對作物產(chǎn)量的影響[J]. 王春乙,婁秀榮,王建林. 自然災(zāi)害學(xué)報. 2007(05)
[8]中國柑橘生產(chǎn)與消費(fèi)現(xiàn)狀分析[J]. 王川. 農(nóng)業(yè)展望. 2006(01)
[9]OsWRKY03, a rice transcriptional activator that functions in defense signaling pathway upstream of OsNPR1[J]. Xiao Qiang LIU1,2, Xian Quan BAI1,2, Qian QIAN3, Xiu Jie WANG1, Ming Sheng CHEN1, Cheng Cai CHU1,* 1National Key Laboratory of Plant Genomics, Institute of Genetics and Developmental Biology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China 2Graduate School of the Chinese Academy of Sciences, Yuquan Road, Beijing 100039, China 3China National Rice Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310006, China. Cell Research. 2005(08)
[10]干旱對植物影響的研究進(jìn)展[J]. 孫梅霞,祖朝龍,徐經(jīng)年. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2004(02)
博士論文
[1]金柑(Fortunella crassifolia)三個抗逆基因克隆、功能鑒定及作用機(jī)制解析[D]. 龔小慶.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
本文編號:3040831
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