“溫室效應”導致全球變暖,嚴重影響植物生長發(fā)育,導致作物產(chǎn)量降低。研究植物高溫應答分子機制是目前國際上的熱點問題之一。菠菜(Spinicia oleracea L.)是我國重要的綠葉蔬菜,研究其熱應答分子調(diào)控機制,對利用分子標記輔助育種技術培育耐熱抗病菠菜新品種具有重要意義。Pto-interacting 1(PTI1)基因編碼絲氨酸/蘇氨酸激酶,參與調(diào)控ROS平衡和MAPK信號通路,以及脂類代謝等多種過程,研究PTI1對高溫應答調(diào)控作用將為深入解析植物高溫應答分子機制提供重要信息。我們在菠菜基因組中發(fā)現(xiàn)4個編碼PTI1蛋白的基因,其蛋白同源相似性達68.38%。我們克隆到Spo PTI1-3基因,其最大開放閱讀框為1224bp,共編碼407個氨基酸,理論分子質(zhì)量為45.19k Da。Spo PTI1-3蛋白與多種植物的PTI1蛋白同源性都較高,且在多個不同物種間,PTI1蛋白的激酶結構域、磷酸化功能位點、半胱氨酸位點都較為保守。煙草瞬時表達結果表明Spo PTI1-3蛋白定位于細胞質(zhì)和細胞核中。在菠菜六葉期不同組織器官中Spo PTI1-3基因在須根中的基因表達量最高,在第一對真葉中的基因表達量最低。在菠菜抽薹期不同組織器官中Spo PTI1-3基因在新莖中表達量最高,在老葉中表達量最低。熒光定量PCR分析表明,經(jīng)37℃高溫處理后,菠菜耐熱材料Sp75葉片中Spo PTI1-3基因的表達量與對照組菠菜熱敏感材料Sp73相比一直為下降趨勢,這表明高溫脅迫下Spo PTI1-3基因的表達受到抑制。但在200m M Na Cl、100m M Na2CO3,200m M Na HCO3以及200μM Cd Cl2處理下,Spo PTI1-3基因表達量均上升,這說明Spo PTI1-3響應鹽脅迫及重金屬脅迫。Spo PTI1-3基因的高溫應答表達模式實驗結果顯示,37℃高溫處理下,野生型酵母菌株與Spo PTI1-3過表達酵母菌株的生長皆受到抑制,但過表達酵母菌株與野生型相比對高溫更加敏感,這說明高溫脅迫下Spo PTI1-3基因起負調(diào)控作用。但在Spo PTI1-3基因在不同鹽處理下的應答表達模式實驗結果顯示,在不同鹽脅迫下,隨著處理濃度的增加,酵母的生長狀況也隨之減慢,野生型與過表達酵母菌株相比對鹽更加敏感。這表明Spo PTI1-3蛋白能夠響應鹽脅迫。酵母雙雜交試驗分析表明,Spo PTI1-3蛋白與Spo OXI1-1蛋白之間并無互作關系。過表達Spo PTI1-3基因后,擬南芥根長被抑制,但根毛數(shù)量明顯增多,特別在突變體基因回補擬南芥表型中,此特征更為明顯。并且過表達Spo PTI1-3擬南芥和基因回補擬南芥同對照組相比,抽薹期更早。這表明Spo PTI1-3蛋白與At PTI1-3蛋白相比,其功能可能更強。
【學位單位】：上海師范大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：Q943.2;S636.1
【部分圖文】：

文獻綜述 上海師范大學碩士學位論文1.5 研究目的及意義高溫會影響植物的各種生理生化過程，隨著分子生物學技術的不斷發(fā)展，對植物適應高溫脅迫的研究從生理水平步入分子水平，研究的目的不僅在于從分子水平上解釋植物響應高溫脅迫的機制，而是更希望獲得各種抗高溫基因，用于作物育種。在本實驗室前期研究發(fā)現(xiàn)，菠菜 PTI-1 基因和蛋白質(zhì)都受到高溫誘導，很可能會在高溫應答過程中發(fā)揮重要作用。所以明確菠菜PTI1-3基因是否高溫應答、分析菠菜 PTI1-3 基因參與何種調(diào)控的信號與代謝通路，對于深入理解菠菜高溫應答分子機制，并將其應用于生產(chǎn)實踐具有重要意義。1.6 本試驗技術路線

圖 3-2 可知，擴增條帶大小與預期一致，將條帶進行切膠回收，與克隆-5861 進行連接和轉化，挑取單克隆，菌液 PCR 和雙酶切驗證后，送公司序，測序結果表明，如圖 3-3 圖，已獲得 SpoPTI1-3 基因的 cDNA 序列。000bp000bp2000bp1000bpM 1 M 12000bp1000bpSpoPTI1-3 基因c-5861 載體圖 3-2 SpoPTI1-3 基因全長的獲得M：DL 2000 DNAMarker；（a）SpoPTI1-3 基因的擴增；（b）特異引物 PCR 篩選陽性轉化子；（c）重組質(zhì)粒載體的酶切產(chǎn)物；Fig. 3-2 Full-length sequence amplification of SpoPTI1-3 by PCR

由圖 3-2 可知，擴增條帶大小與預期一致，將條帶進行切膠回收，與克隆載體 C-5861 進行連接和轉化，挑取單克隆，菌液 PCR 和雙酶切驗證后，送公司進行測序，測序結果表明，如圖 3-3 圖，已獲得 SpoPTI1-3 基因的 cDNA 序列。

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相關碩士學位論文 前1條

1 董美辰;菠菜SpoPTI1-3基因克隆及其高溫應答功能分析[D];上海師范大學;2019年

本文編號：2826558