【摘要】：甘油-3-磷酸�；D(zhuǎn)移酶(GPAT)是催化三酰甘油合成和酰基脂質(zhì)代謝的關(guān)鍵酶,與植物體內(nèi)脂質(zhì)的合成和代謝密切相關(guān)。在擬南芥中,AtGPATs在萼片、花瓣、果實(shí)角質(zhì)層合成中起著重要作用,并且與胼胝質(zhì)和花粉發(fā)育有關(guān)。油菜作為重要的油料作物,BnGPATs的功能卻鮮有研究。本文首次對(duì)甘藍(lán)型油菜GPATs家族進(jìn)行了全方位基因組學(xué)研究,并利用RNA干擾技術(shù)對(duì)AtGPAT6的同源基因BnGPAT19的功能進(jìn)行了初步研究。主要研究結(jié)果如下:1.甘藍(lán)型油菜基因組中,共有32個(gè)BnGPAT基因,且這32個(gè)BnGPAT基因分別定位于葉綠體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、細(xì)胞質(zhì)、質(zhì)膜和高爾基體上。2.通過對(duì)甘藍(lán)型油菜中AtGPAT6同源基因的時(shí)空表達(dá)分析,發(fā)現(xiàn)BnGPAT19主要在植株葉片中表達(dá),主要表達(dá)時(shí)期為授粉2周。且抗型植株中BnGPAT19表達(dá)量高于易感型植株。3.對(duì)轉(zhuǎn)pCaMGPAT19-RNAi載體的轉(zhuǎn)基因植株進(jìn)行qRT-PCR分析發(fā)現(xiàn),與野生型植株相比,RNAi轉(zhuǎn)基因植株中BnGPAT19基因的表達(dá)量均有不同程度降低,抑制范圍在25.37%-85.55%。4.在植株生長的全生育期內(nèi),相比于野生型植株,RNAi轉(zhuǎn)基因植株明顯處于劣勢(shì),具體體現(xiàn)在:種子萌發(fā)晚且萌發(fā)率低、生長發(fā)育延遲、葉片蟲害嚴(yán)重、花器官發(fā)育受阻、結(jié)實(shí)率低、種子皺縮、千粒重降低,種皮顏色加深、花粉粒畸形。5.通過對(duì)野生型植株和RNAi轉(zhuǎn)基因植株離體葉片滲透性實(shí)驗(yàn)及抗核盤菌實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn):降低BnGPAT19基因在油菜轉(zhuǎn)基因植株中的表達(dá)水平,會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)基因植株葉片滲透性增加、對(duì)菌核病防衛(wèi)能力降低。且在RNAi轉(zhuǎn)基因植株中,與角質(zhì)合成以及菌核病防衛(wèi)相關(guān)的CER1、MAH1、PTP1基因的表達(dá)量也都降低了。
【學(xué)位授予單位】：山西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：Q943.2;S565.4
【圖文】：

6酰基載體蛋白底物的偏好性，而內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及線粒體 輔酶-A 作為底物[107]。迄今為止，關(guān)于油菜 BnGPAT酰基轉(zhuǎn)移酶對(duì)植物細(xì)胞脂質(zhì)的影響過對(duì)油菜 BnGPAT4 基因研究發(fā)現(xiàn)：BnGPAT4 的缺失生改變，同時(shí)葉片上膜脂含量也會(huì)顯著減少，間接表膜脂合成的過程中起著非常重要的作用。研究發(fā)會(huì)造成葉片膜脂含量的減少以及形態(tài)的改變，使膜的耐受能力下降[109]。Serrano[110]等研究發(fā)現(xiàn)植物表皮物脅迫，為此我們分析了甘藍(lán)型油菜易感型品系和號(hào)：SRP053361）24h，48h 和 96h 后的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)[病后 BnGPATs 在易感型和抗病型油菜中的表達(dá)病型油菜植株中的表達(dá)更高。

甘油-3-磷酸�；D(zhuǎn)移酶在植物生長發(fā)育中的作用報(bào)道，質(zhì)體 GPAT 在植物的生長和發(fā)育中起著極其重要的作用。如擬南AT 的缺失會(huì)明顯抑制植物的生長發(fā)育，導(dǎo)致其角果變短及種子發(fā)育受損[112]。發(fā)現(xiàn)植物 GPAT 基因在蠟質(zhì)合成及植物生長發(fā)育中均具有一定的作用，但其和作用機(jī)制尚不清楚。為了確定甘藍(lán)型油菜 GPAT 基因在植物生長發(fā)育中的模式，我們從基因組數(shù)據(jù)庫和序列讀取檔案數(shù)據(jù)庫（SRA 登錄號(hào) SRP06936了甘藍(lán)型油菜兩個(gè)組織（葉和根）和四個(gè)種子發(fā)育階段（授粉后 2,4,6 和 8 周A-seq 數(shù)據(jù)，繪制了 BnGPATs 基因表達(dá)水平熱圖（如圖 1.2）。從圖 1.2 中可同成員在不同組織中的表達(dá)水平不同，如 BnGPAT13/15/19/21/31 等成員在葉達(dá)，BnGPAT18/20/22/24 等成員則在根中高度表達(dá)。其次在種子發(fā)育的 4 個(gè)nGPAT13/19/21/24 的表達(dá)在 2WAP 時(shí)最高，BnGPAT8/9/31 在 4WAP 豐富最高AT16/20/22 在 6 WAP 高表達(dá)，而 BnGPAT6/7/10 則在 8 WAP 時(shí)有最高的表達(dá)

2 本實(shí)驗(yàn)的研究內(nèi)容通過對(duì)甘藍(lán)型油菜高/低油含量這一近等基因系材料（YC13-554、YC13-559）發(fā)育中期的轉(zhuǎn)錄組測(cè)序發(fā)現(xiàn)，BnGPAT19基因在高油/低油材料中的表達(dá)量具有差異，如圖1.3所示（BnGPAT21/22是BnGPAT19的同源基因）。為此我們進(jìn)行了工作：（1）對(duì)甘藍(lán)型油菜的BnGPATs基因的全基因組進(jìn)行了分析和鑒定，這一工作是PATs家族的第一次全面鑒定及時(shí)空表達(dá)分析。（2）對(duì)BnGPAT19的功能進(jìn)行初步研究：選取了BnGPAT19為靶標(biāo)基因，構(gòu)建了T19-RNAi載體，以甘藍(lán)型油菜7B品系為受體材料，借助超聲波，通過花粉介導(dǎo)因轉(zhuǎn)化法將載體上GPAT19雙鏈RNA導(dǎo)入到油菜植株中，對(duì)轉(zhuǎn)基因后代植株進(jìn)行鑒定，確定轉(zhuǎn)化體。通過對(duì)RNAi轉(zhuǎn)基因植株進(jìn)行qRT-PCR實(shí)驗(yàn)，分析BnGPAT19在野生型和轉(zhuǎn)基因植株中的相對(duì)表達(dá)量，確定不同轉(zhuǎn)基因植株中BnGPAT19基因擾的程度。觀察對(duì)比RNAi轉(zhuǎn)基因植株與野生型植株在生長發(fā)育及植物防衛(wèi)中的。

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本文編號(hào)：2772170