本文關(guān)鍵詞： 擬南芥 糖基轉(zhuǎn)移酶 UGT75X 脫落酸 耐逆性　出處：《山東大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：脫落酸(Abscisicacid,ABA)作為一個(gè)多功能的植物激素,它在促進(jìn)休眠、抑制生長、促進(jìn)氣孔關(guān)閉、種子萌發(fā)、胚胎發(fā)育、果實(shí)成熟和脫落及參與外界非生物脅迫中發(fā)揮重要作用。糖基轉(zhuǎn)移酶通過催化糖基化反應(yīng)將糖基從核苷酸糖供體移至受體分子上,從而改變受體的穩(wěn)定性、水溶性、生物活性及亞細(xì)胞定位等,在維持植物的正常生長發(fā)育過程及調(diào)節(jié)植物細(xì)胞代謝平衡中發(fā)揮重要作用。最近幾年針對植物糖基轉(zhuǎn)移酶這個(gè)大家族的研究越來越深入。不同的糖基轉(zhuǎn)移酶糖基化的受體不同其功能也不盡相同,直到現(xiàn)在只有少數(shù)的催化活性和作用已經(jīng)明確,仍有很多成員的功能作用不清楚。相關(guān)芯片數(shù)據(jù)顯示,糖基轉(zhuǎn)移酶UGT75X(因本論文數(shù)據(jù)尚未發(fā)表,暫用此名稱代替)能夠受非生物脅迫誘導(dǎo)表達(dá)。推測該基因可能在植物應(yīng)對非生物脅迫中發(fā)揮作用。本論文針對糖基轉(zhuǎn)移酶基因UGT75X進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn),探索其在參與植物對逆境的適應(yīng)性方面的功能作用。主要的研究內(nèi)容及結(jié)果如下。通過qRT-PCR和promoter:GUS轉(zhuǎn)基因植物的研究發(fā)現(xiàn),UGT75X基因能夠被ABA、鹽脅迫、干旱脅迫誘導(dǎo)上調(diào)表達(dá)。通過純化該糖基轉(zhuǎn)移酶和體外酶活鑒定,發(fā)現(xiàn)UGT75X能夠糖基化脫落酸,并且通過比較來源于UGT75X轉(zhuǎn)基因植物與野生型擬南芥的可溶性蛋白對ABA的催化活性,也證明了UGT75X的超表達(dá)提高了對ABA的糖基化修飾活性。我們進(jìn)一步對UGT75X的轉(zhuǎn)基因植物進(jìn)行了非生物脅迫相關(guān)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)UGT75X轉(zhuǎn)基因株系在鹽、干旱及ABA處理?xiàng)l件下,其萌發(fā)率和萌發(fā)生長期子葉轉(zhuǎn)綠率都比野生型明顯提高,耐逆性增強(qiáng)。這可能是由于UGT75X的糖基化活性降低了內(nèi)源ABA對萌發(fā)的抑制作用,從而種子萌發(fā)和轉(zhuǎn)綠生長得到促進(jìn)。在對土壤培養(yǎng)的萌發(fā)后苗子進(jìn)行鹽、干旱處理實(shí)驗(yàn)時(shí),卻發(fā)現(xiàn)UGT75X過表達(dá)株系的存活率比野生型降低,葉片離體失水率也比野生型加快,出現(xiàn)對逆境脅迫抵抗性下降的表型。在ABA誘導(dǎo)的氣孔關(guān)閉實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)UGT75X轉(zhuǎn)基因植物對ABA不敏感,氣孔開度比野生型大。我們認(rèn)為這可能是由于UGT75X糖基化ABA減少了轉(zhuǎn)基因植物體內(nèi)ABA的含量,逆境狀態(tài)下的ABA信號減弱,使植物表現(xiàn)出對逆境敏感的表型。通過qRT-PCR我們分析了萌發(fā)后生長階段UGT75X轉(zhuǎn)基因植物以及野生型擬南芥中的ABA依賴和非依賴途徑相關(guān)抗逆基因在轉(zhuǎn)錄水平的表達(dá)變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)ABA依賴途徑中的關(guān)鍵基因,如RD22、RAB18、RD29A、RD29B、AIL1、AREB1,他們的表達(dá)量在UGT75X轉(zhuǎn)基因植物中比野生型明顯下降;非ABA依賴途徑的重要轉(zhuǎn)錄因子,如DREB2A經(jīng)過非生物脅迫處理后,在UGT75X轉(zhuǎn)基因植物中的表達(dá)量也比野生型顯著的降低。這些結(jié)果說明UGT75X基因在萌發(fā)后對耐逆性的負(fù)調(diào)控作用可能是通過ABA依賴型和ABA非依賴型兩條不同途徑導(dǎo)致的。本研究從UGT75X糖基化修飾ABA的角度,發(fā)現(xiàn)了該基因在植物對逆境適應(yīng)性方面的作用,表現(xiàn)為萌發(fā)期增強(qiáng)抗逆,而萌發(fā)后降低抗性,可能反映了該基因的作用與植物發(fā)育階段有密切關(guān)系。該研究豐富了植物耐逆的分子機(jī)理,也為提高農(nóng)作物萌發(fā)期耐逆性奠定了理論基礎(chǔ)。該工作還需要利用UGT75X基因的突變體進(jìn)一步研究該糖基轉(zhuǎn)移酶的功能。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：Q943.2

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