白樺BPERF11基因響應(yīng)高鹽干旱脅迫的調(diào)控機(jī)理研究
發(fā)布時(shí)間:2018-05-14 12:09
本文選題:白樺 + BpERF11基因; 參考:《東北林業(yè)大學(xué)》2016年博士論文
【摘要】:AP2/ERF轉(zhuǎn)錄因子是植物特有的一類轉(zhuǎn)錄因子,在調(diào)節(jié)植物生物和非生物逆境反應(yīng)中發(fā)揮重要作用。本研究克隆了7個(gè)白樺ERF家族基因,分析了它們對(duì)鹽和干旱脅迫的響應(yīng),研究發(fā)iBpERF(?)基因可以被NaCl和PEG脅迫誘導(dǎo),從中選擇對(duì)鹽和干旱脅迫敏感的BpERF11基因?qū)ζ涔δ苓M(jìn)行以下方面研究。首先,構(gòu)建了pROKⅡ-BpERFll-GFP融合表達(dá)載體,通過基因槍瞬時(shí)轉(zhuǎn)化技術(shù)將載體轉(zhuǎn)入洋蔥表皮細(xì)胞,證明BpERF11基因定位在細(xì)胞核中。構(gòu)建了BpERF11基因的過表達(dá)和抑制表達(dá)載體,通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)法分別轉(zhuǎn)入野生型白樺,獲得過表達(dá)和抑制表達(dá)轉(zhuǎn)基因株系用于研究非生物脅迫下BpERF11基因的功能。分析了NaCl和干旱脅迫下野生型和轉(zhuǎn)基因白樺的形態(tài)學(xué)差異。研究發(fā)現(xiàn)在脅迫條件下,過表達(dá)株系的株高、鮮重和干重明顯低于野生型,而抑制表達(dá)株系的株高、鮮重和干重則高于野生型。通過DAB、NBT和Evans blue染色以及SOD活性、POD活性、丙二醛含量、葉綠素含量、相對(duì)電導(dǎo)率、H202含量、脯氨酸含量、失水率、氣孔開度等生理指標(biāo)的測(cè)定,研究野生型和各轉(zhuǎn)基因株系白樺在NaCl和甘露醇脅迫下的抗逆性。結(jié)果表明在脅迫條件下,過表達(dá)轉(zhuǎn)基因株系的SOD活性、POD活性、葉綠素含量、脯氨酸含量都明顯低于野生型,而在抑制表達(dá)株系中都高于野生型;丙二醛含量、相對(duì)電導(dǎo)率、H202含量、失水率、氣孔開度在過表達(dá)轉(zhuǎn)基因株系中都高于野生型,而在抑制表達(dá)株系中都低于野生型。說明抑制表達(dá)株系可以通過提高SOD活性、POD活性、葉綠素含量、脯氨酸含量,降低丙二醛含量、相對(duì)電導(dǎo)率、H202含量、失水率、氣孔開度來提高植株的抗逆能力。通過實(shí)時(shí)定量RT-PCR分析了鹽和干旱脅迫條件下與逆境脅迫相關(guān)的SOD、POD、 P5CS及LEA基因的表達(dá)量。結(jié)果表明在脅迫條件下,過表達(dá)轉(zhuǎn)基因株系的SOD、POD及LEA基因的表達(dá)量都明顯低于野生型,在抑制表達(dá)株系中都高于野生型。脯氨酸合成相關(guān)BpP5CS基因的表達(dá)量也是在過表達(dá)株系中低于野生型,在抑制表達(dá)株系中高于野生型。而脯氨酸降解基因BpPRODH和BpP5CDH的表達(dá)量在抑制表達(dá)株系中呈下調(diào)表達(dá)趨勢(shì),而在過表達(dá)株系中呈上調(diào)表達(dá)趨勢(shì)。說明過表達(dá)BpERFll基因抑制了SOD.POD.脯氨酸合成及LEA基因的表達(dá),降低了植株的抗逆能力。通過酵母單雜交技術(shù)研究BpERF11基因與已知元件和未知元件的互作,結(jié)果表明BpERF11基因?qū)CC-box和DRE元件都有識(shí)別作用,而對(duì)GCC-box和DRE元件的各種突變則均不能識(shí)別,說明BpERF11基因可以與GCC-box和DRE元件特異性結(jié)合。通過篩選隨機(jī)元件庫獲得1個(gè)與BpERFll基因互作的未知功能元件,確定未知功能元件與BpERF11基因互作的核心序列為“GGCTTA"。通過表達(dá)譜測(cè)序技術(shù)研究過表達(dá)和抑制表達(dá)轉(zhuǎn)基因株系基因的差異表達(dá)情況。通過對(duì)差異基因的顯著性富集分析,發(fā)現(xiàn)了過氧化物酶基因、脯氨酸富集蛋白基因、腺苷甲硫氨酸脫羧酶基因、亮氨酸重復(fù)類受體蛋白激酶基因、絲氨酸蘇氨酸蛋白激酶基因、水孔蛋白基因、醛脫氫酶基因、谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶基因等許多差異表達(dá)基因都與逆境脅迫及激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑相關(guān)。說明BpERF11基因能夠調(diào)控一些與植物逆境脅迫相關(guān)基因的表達(dá)。
[Abstract]:The expression of BpERF11 gene was studied . The results showed that the expression of BpERF11 gene was higher than that of wild type . The results showed that the expression of BpERF11 gene was higher than that of wild type .
The expression of SOD , POD , P5CS , and the expression of BpP5CS gene was significantly lower than that of wild type . The results showed that BpERF11 gene was significantly lower than that of wild type .
【學(xué)位授予單位】:東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:Q943.2
【參考文獻(xiàn)】
相關(guān)期刊論文 前2條
1 李潔;植物轉(zhuǎn)錄因子與基因調(diào)控[J];生物學(xué)通報(bào);2004年03期
2 劉強(qiáng),張貴友,陳受宜;植物轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)構(gòu)與調(diào)控作用[J];科學(xué)通報(bào);2000年14期
,本文編號(hào):1887790
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