本文選題：低溫脅迫　切入點(diǎn)：StCBF1　出處：《山東農(nóng)業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：低溫脅迫是影響植物生長發(fā)育的重要環(huán)境因子之一。植物在長期的生存進(jìn)化過程中,形成了復(fù)雜有效的低溫應(yīng)答機(jī)制,其中依賴于CBF的低溫信號(hào)途徑在植物應(yīng)對低溫脅迫中具有重要作用。馬鈴薯是世界性重要的糧食與能源作物,但馬鈴薯在栽培過程中經(jīng)常遭受冷凍害影響,嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致大面積減產(chǎn),甚至絕收。Solanum tuberosum為耕作種,無法通過冷馴化提高抗凍性,Solanum commersonii為野生種,可以通過冷馴化來提高抗凍性。為了探究馬鈴薯的抗凍機(jī)制,我們對兩個(gè)不同的馬鈴薯CBF1(StCBF1和ScCBF1)基因進(jìn)行研究,探討這兩個(gè)CBF基因是否在馬鈴薯的抗凍和冷馴化中發(fā)揮著不同作用。本研究以野生型、轉(zhuǎn)馬鈴薯StCBF1基因以及轉(zhuǎn)馬鈴薯Sc CBF1基因擬南芥為材料,通過分析目的基因的生物學(xué)信息,檢測了轉(zhuǎn)基因材料的抗凍性以及冷馴化能力、半致死溫度(LT50)、葉片凈光合速率(Pn)、PSII最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)、活性氧(ROS)及丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶活性等生理指標(biāo)以及CBF冷應(yīng)答信號(hào)通路相關(guān)基因的相對表達(dá)量,探究StCBF1基因與ScCBF1基因在擬南芥抗凍性與冷馴化能力中的作用差異。主要結(jié)果如下:(1)根據(jù)目的基因的生物學(xué)分析以及蛋白序列比對發(fā)現(xiàn),StCBF1基因與ScCBF1基因同源性很高,但是在轉(zhuǎn)錄激活區(qū)/功能未知區(qū)存在顯著差異,這可能是導(dǎo)致兩者功能差異的原因之一。(2)StCBF1基因與ScCBF1基因都定位于細(xì)胞核,在細(xì)胞核行使功能。(3)在冷凍處理并恢復(fù)后,轉(zhuǎn)基因擬南芥的存活狀況顯著好于野生型擬南芥,同時(shí)轉(zhuǎn)ScCBF1基因擬南芥存活狀況顯著好于轉(zhuǎn)StCBF1基因擬南芥。(4)無論是否經(jīng)過低溫處理,轉(zhuǎn)基因擬南芥LT50顯著低于野生型擬南芥,轉(zhuǎn)ScCBF1基因擬南芥LT50顯著低于轉(zhuǎn)StCBF1基因擬南芥,并且經(jīng)過冷馴化之后,轉(zhuǎn)ScCBF1基因擬南芥LT50顯著下降,而轉(zhuǎn)StCBF1基因擬南芥LT50無顯著下降。(5)低溫脅迫降低了擬南芥的光合速率、氣孔導(dǎo)度等光合參數(shù),與野生型擬南芥相比,轉(zhuǎn)基因擬南芥維持了較高的光合參數(shù),同時(shí)轉(zhuǎn)ScCBF1基因擬南芥的光合參數(shù)顯著高于轉(zhuǎn)StCBF1基因擬南芥。(6)與野生型擬南芥相比,轉(zhuǎn)基因擬南芥在低溫處理后能維持較高的Fv/Fm;轉(zhuǎn)ScCBF1基因擬南芥Fv/Fm顯著高于轉(zhuǎn)StCBF1基因擬南芥。(7)低溫脅迫下,擬南芥體內(nèi)H_2O_2含量、O_2~·-的產(chǎn)生速率明顯升高,轉(zhuǎn)基因擬南芥體內(nèi)H_2O_2含量和O_2~·-的產(chǎn)生速率顯著低于野生型擬南芥,轉(zhuǎn)StCBF1基因擬南芥中ROS的積累高于轉(zhuǎn)ScCBF1基因擬南芥。(8)與野生型擬南芥相比,轉(zhuǎn)基因擬南芥能夠維持較高的抗氧化酶活性、較低的膜脂過氧化程度;兩種轉(zhuǎn)基因擬南芥相比,轉(zhuǎn)ScCBF1基因擬南芥的抗氧化酶活性高于轉(zhuǎn)StCBF1基因擬南芥,而膜脂過氧化程度低于轉(zhuǎn)StCBF1基因擬南芥。(9)與野生型和轉(zhuǎn)ScCBF1基因擬南芥相比,轉(zhuǎn)StCBF1基因擬南芥能維持較高的脯氨酸含量;經(jīng)過低溫處理之后,轉(zhuǎn)StCBF1基因擬南芥可溶性糖含量會(huì)顯著上升,與轉(zhuǎn)ScCBF1基因擬南芥可溶性糖含量無顯著差異。(10)低溫脅迫下,CBF冷信號(hào)途徑相關(guān)基因相對表達(dá)水平上升,其中轉(zhuǎn)ScCBF1基因擬南芥COR15a、KIN1、RD29a的相對表達(dá)量均顯著高于轉(zhuǎn)StCBF1基因擬南芥,野生型擬南芥最低。以上結(jié)果表明,轉(zhuǎn)基因擬南芥抗凍性顯著高于野生型擬南芥,并且轉(zhuǎn)ScCBF1基因擬南芥抗凍性、冷馴化能力顯著強(qiáng)于轉(zhuǎn)StCBF1基因擬南芥。導(dǎo)致差異的原因,一方面可能是轉(zhuǎn)ScCBF1基因擬南芥能維持較高的光合速率、抗氧化酶活性以及較低的ROS積累、膜脂過氧化程度;另一方面可能是由于目的基因蛋白序列轉(zhuǎn)錄激活區(qū)/功能未知區(qū)存在差異以及COR15a、KIN1、RD29a基因表達(dá)量差異引起的。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：Q943.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1694502