本文關(guān)鍵詞：番茄冷調(diào)控蛋白SlCOR413IM1的功能分析

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【摘要】：低溫是影響植物生長、發(fā)育、產(chǎn)量以及地理分布的重要環(huán)境因子之一,也是作物生長發(fā)育中經(jīng)常遇到的自然災(zāi)害之一。植物在其長期的進(jìn)化過程中形成了復(fù)雜而高效的應(yīng)答機制,以抵御和適應(yīng)低溫脅迫。在植物遭受低溫脅迫時,低溫調(diào)控網(wǎng)絡(luò)ICE1-CBF-COR能夠快速響應(yīng)低溫,提高植物的低溫抗性。COR(cold-regulation)蛋白是一類在低溫下快速表達(dá)的植物抗寒蛋白,對于葉綠體膜的穩(wěn)定有著重要的作用。研究表明,除低溫脅迫外,COR蛋白也能響應(yīng)干旱和鹽脅迫。番茄是一種起源于熱帶的冷敏感作物,對于逆境脅迫非常敏感,往往受到逆境脅迫的傷害,造成產(chǎn)量的嚴(yán)重?fù)p失。因此,研究逆境脅迫下番茄COR蛋白的功能,具有重要的理論和現(xiàn)實意義。本研究克隆了一個番茄編碼冷調(diào)控蛋白的基因(SlCOR413IM1),將其轉(zhuǎn)化煙草和番茄,以轉(zhuǎn)正、反義SlCOR413IM1的番茄和過表達(dá)SlCOR413IM1的煙草為材料,探討了轉(zhuǎn)SlCOR413IM1基因番茄在低溫脅迫下和過表達(dá)煙草在干旱脅迫下的相關(guān)功能,主要結(jié)果如下:(1)從番茄葉片中分離得到SlCOR413IM1(Gen Bank序列號:AK321304.1),該基因全長為982bp,包含669bp的開放閱讀框,119bp的5?-UTR和194bp的3?-UTR,編碼222個氨基酸,預(yù)測分子量為24.3k Da,等電點為9.75。(2)將SlCOR413IM1-GFP的融合蛋白在擬南芥原生質(zhì)體中瞬時表達(dá),通過激光共聚焦顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)SlCOR413IM1蛋白定位于葉綠體。通過預(yù)測發(fā)現(xiàn)SlCOR413IM1蛋白可能為葉綠體內(nèi)膜蛋白。(3)q RT-PCR分析發(fā)現(xiàn),SlCOR413IM1在番茄的根、莖、葉、花和果中均有表達(dá),其中在葉片中的表達(dá)量最高。同時,低溫、干旱、高溫、強光以及ABA均可誘導(dǎo)SlCOR413IM1表達(dá),并且受低溫的快速誘導(dǎo)表達(dá)。(4)構(gòu)建SlCOR413IM1的過表達(dá)和抑制表達(dá)載體,利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的葉盤法轉(zhuǎn)化番茄和煙草,獲得正、反義的轉(zhuǎn)基因番茄和過表達(dá)煙草植株。通過PCR和q RT-PCR鑒定和篩選獲得的轉(zhuǎn)基因植株,結(jié)果表明成功獲得了過表達(dá)的番茄和煙草植株以及抑制表達(dá)的番茄株系。(5)低溫脅迫下,過表達(dá)SlCOR413IM1的番茄植株表現(xiàn)出較好的幼苗和成苗的生長狀況,較低的細(xì)胞膜傷害程度;而反義植株的生長狀況較差,細(xì)胞膜傷害程度較嚴(yán)重,表明過表達(dá)SlCOR413IM1的提高了轉(zhuǎn)基因番茄的低溫抗性,抑制SlCOR413IM1的表達(dá)使反義植株對低溫更加敏感。(6)低溫脅迫下,過表達(dá)SlCOR413IM1減輕了葉綠體膜的損傷,維持了較高的Pn、Fv/Fm、ΦPSII以及s FBPase和GAPDH的活性。過表達(dá)SlCOR413IM1減輕了低溫脅迫對光合作用的抑制,也緩解了ROS的積累,進(jìn)而提高了轉(zhuǎn)基因番茄的低溫抗性。(7)干旱脅迫下,過表達(dá)SlCOR413IM1的煙草減輕了對細(xì)胞膜的傷害,緩解了ROS的積累和PSII的光抑制,維持了較高的抗氧化酶(SOD和APX)活性和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的含量。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),高的抗氧化酶活性的維持不依賴于其轉(zhuǎn)錄水平。
【學(xué)位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：Q943.2;S641.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1304059