【摘要】：甜菜(Beta vulgaris L.)是我國北方地區(qū)的主要糖料作物和經(jīng)濟作物,北方地區(qū)干旱缺水伴隨周期性旱災是制約甜菜產(chǎn)量提高的主要因素。迄今為止,許多植物中與抗旱相關(guān)的NAC轉(zhuǎn)錄因子的基因已經(jīng)被克隆并進行相關(guān)功能的鑒定,但是對甜菜NAC轉(zhuǎn)錄因子家族基因與甜菜抗旱性的相關(guān)研究鮮見報道。本研究通過發(fā)掘干旱誘導的甜菜NAC轉(zhuǎn)錄因子,為闡明甜菜抗旱分子機理和培育抗逆甜菜新材料提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:1.以NAC保守結(jié)構(gòu)域序列為檢索序列對甜菜NAC轉(zhuǎn)錄因子家族成員進行搜索鑒定。對甜菜NAC轉(zhuǎn)錄因子家族成員進行蛋白質(zhì)氨基酸組分和理化性質(zhì)分析、系統(tǒng)進化關(guān)系分析、基因染色體定位及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域保守性預測;并通過RNA-seq和qRT-PCR分析甜菜NAC基因在水分脅迫下的表達變化。結(jié)果表明:甜菜NAC家族基因共有52個成員,其中50個在9條染色體上不均等分布,2個目前尚未定位;其編碼的蛋白所含氨基酸殘基數(shù)從48到711不等,其中17個為堿性蛋白質(zhì),4個為親水性蛋白質(zhì);52個成員可分為2類,Ⅰ類有38個成員,Ⅱ類有14個成員;同類成員有相近的保守元件,而外顯子和內(nèi)含子數(shù)目具有高變異性;在水分脅迫下甜菜NAC家族成員中共有23個基因上調(diào)表達。2.通過RNA-seq及qRT-PCR分析對甜菜NAC基因家族中的抗旱相關(guān)基因,并對其中兩個抗旱候選基因進行了克隆。從抗旱甜菜品種HI0466中克隆到Bv_twas和Bv hdfh基因完整的CDS片段,其長度分別為1095 bp和912 bp。Bv_hdth基因CDS區(qū)堿基序列與基因組數(shù)據(jù)一致,而Bv_twas基因CDS區(qū)與基因組序列存在9個堿基的差異。3.將Bv_twas和Bv_hdfh在擬南芥中異源過表達,干旱脅迫下,轉(zhuǎn)基因株系根長及側(cè)根數(shù)量增加,地上部長勢也優(yōu)于野生型;轉(zhuǎn)基因擬南芥葉片的SOD、CAT活性高于野生型,但POD活性無明顯差異;相對電導率則低于野生型,表明Bv_twas和Bv_hdf具有耐旱功能。
【學位授予單位】：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：Q943.2;S566.3
【圖文】：

邐－０．６７４逡逑３．１．２甜菜似Ｃ家族基因的染色體定位分析逡逑將５２個價也４Ｃ家族基因進行染色體定位（圖２），發(fā)現(xiàn)其中的５０個成員逡逑在甜菜９條染色體上均有分布。其中第ＶＩ條染色體上分布基因最多，共有１０逡逑個基因，其次為第Ｉ條和第ＩＶ條染色體，分別分布有８個和９個基因；定位逡逑到第ＩＩ、Ｖ、ＶＩＩＩ條染色體上的基因均為５個；定位到第ＩＸ條染色體上的基逡逑因有４個；在第ＩＩＩ條和第ＶＩＩ條染色體上分布的基因最少，分R%只有兩個基逡逑因。有２個基因

３．邋１．邋３甜菜似Ｃ家族基因的系統(tǒng)發(fā)育分析及保守性模體分析逡逑將ＢｖＮＡＣ家族蛋白序列與擬南芥１０５個ＮＡＣ家族蛋白序列用ＮＪ法構(gòu)建系逡逑統(tǒng)進化樹（圖３），并根據(jù)ＢｖＮＡＣ家族成員與擬南芥ＮＡＣ家族成員的進化關(guān)系逡逑將ＢｖＮＡＣ轉(zhuǎn)錄因子家族成員進行功能分類。逡逑根據(jù)Ｏｏｋａ等ｗ對擬南芥和水稻ＮＡＣ家族系統(tǒng)進化樹分組的方法，將甜菜逡逑ＮＡＣ家族按蛋白的ＮＡＣ結(jié)構(gòu)域序列相似性分成兩大組，第Ｉ大組又分為１３個逡逑亞家族，第ＩＩ大組分為５個亞家族，其中只有３個亞家族中含有ＢｖＮＡＣ家族逡逑成員（圖３）。分入第Ｉ大組第ＩＩ亞家族的ＢｖＮＡＣ家族成員最多，為９個；逡逑而分入第Ｉ大組第Ｉｃ、Ｉｆ、Ｉｇ、Ｉｉ、Ｉｋ、Ｉｍ六個亞家族的ＢｖＮＡＣ成員最少，逡逑均為１個。逡逑對ＢｖＮＡＣ蛋白序列進行保守性模體預測，共得到１３個保守性模體，其中逡逑模體２、４、１、５、６分別代表ＮＡＣ類轉(zhuǎn)錄因子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ亞結(jié)構(gòu)域。所有逡逑ＢｖＮＡＣ家族成員均含有３？８個模體，且均含有模體５邋（圖４）。根據(jù)系統(tǒng)進化逡逑樹的分組和保守模體分析可將所有ＢｖＮＡＣ家族成員分成兩大組：第Ｉ大組基因逡逑蛋白序列相對保守

圖６邐家族基因在干旱脅迫條件下的?

【參考文獻】

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本文編號：2794104