發(fā)布時(shí)間：2017-05-30 21:15

  本文關(guān)鍵詞：β-葡萄糖苷酶基因在調(diào)控果實(shí)成熟及內(nèi)源ABA水平中的作用分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：植物體內(nèi)小分子物質(zhì)的存在形式多種多樣,其中較普遍且重要的一種形式就是糖基化。而β-葡萄糖苷酶能夠催化水解這一類糖基化物質(zhì),它在植物中廣泛存在,且功能多樣。目前已有關(guān)于β-葡萄糖苷酶在擬南芥中活化植物激素ABA的報(bào)道,但是關(guān)于其在果實(shí)成熟中的作用及對ABA代謝的影響的研究仍不多,本研究即是以呼吸非躍變型果實(shí)草莓、西瓜和呼吸躍變型果實(shí)番茄為試驗(yàn)材料,對β-葡萄糖苷酶基因在果實(shí)成熟及ABA代謝中的作用進(jìn)行了初步分析。 試驗(yàn)結(jié)果表明,在呼吸非躍變型果實(shí)草莓成熟過程中,FaBG3基因表達(dá)水平很高且隨著果實(shí)的發(fā)育成熟被快速上調(diào)。抑制FaBG3基因的表達(dá)會使草莓果實(shí)不能正常成熟。結(jié)合FaBG3基因抑制果實(shí)相關(guān)的干旱處理及灰霉菌侵染試驗(yàn)結(jié)果,推測FaBG3在草莓果實(shí)發(fā)育成熟及應(yīng)答生物、非生物脅迫過程中發(fā)揮著一定的作用。本研究在另一種呼吸非躍變型果實(shí)西瓜中克隆得到了3個(gè)ClBGs,其在西瓜果實(shí)發(fā)育過程中有著不同的表達(dá)模式,且其中只有ClBG2的表達(dá)受干旱脅迫的誘導(dǎo)。為進(jìn)行BG基因在躍變型果實(shí)成熟過程中的作用分析,首次對在番茄中找到的20個(gè)GH家族1BG基因進(jìn)行了較全面的分析。實(shí)時(shí)定量PCR結(jié)果表明在番茄果實(shí)果肉成熟過程中SlBGl基因的表達(dá)水平分別在破色期和轉(zhuǎn)色期急劇增加,而抑制SlBG1基因的表達(dá)后番茄果實(shí)不能正常成熟,且對乙烯、IAA及類胡蘿卜素代謝相關(guān)基因產(chǎn)生了一定的影響。原位雜交結(jié)果表明在花發(fā)育過程中SlBGl基因主要在胚珠和花柱中表達(dá)。這些結(jié)果說明了SlBG1在番茄果實(shí)成熟過程中發(fā)揮著一定的作用。 植物激素ABA是在種子萌發(fā)、果實(shí)成熟及應(yīng)答生物、非生物脅迫等過程中發(fā)揮重要作用的植物激素。先前在擬南芥中已經(jīng)有了ABA糖結(jié)合途徑的相關(guān)報(bào)道,本研究以番茄為材料初步確定了番茄果實(shí)中能夠水解ABA糖結(jié)合物ABA-GE并釋放出游離ABA的β-葡萄糖苷酶SlBG2。試驗(yàn)結(jié)果表明在番茄果實(shí)發(fā)育過程中,果肉中SlBG2的表達(dá)水平?jīng)]有明顯的變化,而種子中的SlBG2表達(dá)量不斷增加,原位雜交分析SlBG2在花發(fā)育過程中的表達(dá)模式可知其主要在胚珠和花柱中表達(dá)。SlBG2基因受ABA激素處理及干旱脅迫的誘導(dǎo),干旱處理后,果皮中SlBG2表達(dá)水平顯著上升,而種子中SlBG2則沒有顯著的變化。結(jié)合ABA其他代謝途徑相關(guān)基因?qū)Ω珊得{迫的應(yīng)答模式,可知果皮中SlBG2基因?qū)Ω珊得{迫較敏感,而在種子中可能主要是ABA的主要代謝途徑來應(yīng)答干旱脅迫。 綜上所述可知β-葡萄糖苷酶基因在果實(shí)發(fā)育成熟過程中發(fā)揮著重要的作用,其催化ABA-GE水解這一作用也參與其中,為ABA調(diào)控果實(shí)成熟提供了新的證據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：脫落酸 β-葡萄糖苷酶 草莓 番茄 果實(shí)成熟
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：Q943.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 縮略詞表9-10
• 插圖和附表清單10-12
• 第一章 文獻(xiàn)綜述12-24
• 1.1 果實(shí)的發(fā)育與成熟12-13
• 1.2 植物中小分子物質(zhì)的糖基化13-15
• 1.2.1 植物激素的糖基化13-14
• 1.2.2 次級代謝物的糖基化14-15
• 1.3 植物中的β-葡萄糖苷酶15-18
• 1.3.1 植物中的GH家族1β-葡萄糖苷酶15-17
• 1.3.2 GH家族1β-葡萄糖苷酶的作用分析17-18
• 1.4 植物激素ABA的代謝及其作用分析18-23
• 1.4.1 ABA的從頭生物合成18-20
• 1.4.2 ABA的羥基化途徑代謝20-21
• 1.4.3 β-葡萄糖苷酶催化ABA糖結(jié)合物水解21-23
• 1.5 本研究的目的和意義23-24
• 第二章 β-葡萄糖苷酶基因在呼吸非躍變型果實(shí)中的作用分析24-48
• 2.1 前言24-25
• 2.2 試驗(yàn)材料與方法25-34
• 2.2.1 植物材料25
• 2.2.2 生物信息學(xué)分析及系統(tǒng)進(jìn)化樹構(gòu)建25
• 2.2.3 生理指標(biāo)的測定25-27
• 2.2.4 病毒誘導(dǎo)的基因沉默(Virus-induced gene silencing,VIGS)27-30
• 2.2.5 試驗(yàn)材料的生物及非生物脅迫處理30
• 2.2.6 熱硼酸法提取總RNA30-32
• 2.2.7 西瓜中ClNCED,ClCYP707A和ClBGs基因克隆32-33
• 2.2.8 實(shí)時(shí)定量PCR33-34
• 2.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析34-46
• 2.3.1 草莓FaBGs進(jìn)化樹分析34-36
• 2.3.2 草莓果實(shí)中β-葡萄糖苷酶基因表達(dá)特性分析36-37
• 2.3.3 FaBG3基因的沉默對草莓果實(shí)成熟的影響37-38
• 2.3.4 FaBG3基因沉默果實(shí)對干旱脅迫的應(yīng)答38-40
• 2.3.5 FaBG3基因沉默果實(shí)對灰霉菌的抗性40-41
• 2.3.6 西瓜果實(shí)的發(fā)育與成熟41-42
• 2.3.7 西瓜果實(shí)發(fā)育過程中ABA含量及β-葡萄糖苷酶活性的變化42-43
• 2.3.8 ClNCED4、ClCYP707A1和ClBGs基因在西瓜果實(shí)發(fā)育過程中的表達(dá)特點(diǎn)43-45
• 2.3.9 ClBGs、ClNCED4和ClCYP707A1對干旱脅迫的響應(yīng)45-46
• 2.4 討論46-48
• 第三章 β-葡萄糖苷酶基因在躍變型番茄果實(shí)成熟過程中的作用分析48-69
• 3.1 前言48
• 3.2 試驗(yàn)材料及方法48-55
• 3.2.1 試驗(yàn)材料48-49
• 3.2.2 果實(shí)激素及脅迫處理49
• 3.2.3 SlBGs的生物信息學(xué)分析49-50
• 3.2.4 實(shí)時(shí)定量分析50-51
• 3.2.5 原核表達(dá)及蛋白純化51-54
• 3.2.6 原位雜交54-55
• 3.2.7 酶學(xué)特性分析55
• 3.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析55-67
• 3.3.1 番茄中β-葡萄糖苷酶基因初步分析55-57
• 3.3.2 SlBG1基因在番茄果實(shí)發(fā)育成熟過程中的表達(dá)分析57-59
• 3.3.3 SlBG1基因?qū)γ{迫的應(yīng)答59-60
• 3.3.4 原位雜交分析SlBGl基因在花發(fā)育過程中的表達(dá)分布60-61
• 3.3.5 SlBG1基因沉默對番茄果實(shí)成熟的影響61-62
• 3.3.6 抑制SlBG1基因的表達(dá)改變了乙烯,IAA及類胡蘿卜素代謝基因的表達(dá)62-63
• 3.3.7 SlBG1蛋白的酶學(xué)相關(guān)特性63-67
• 3.4 討論67-69
• 第四章 番茄β-葡萄糖苷酶SlBG2能夠催化ABA-GE釋放ABA69-80
• 4.1 前言69
• 4.2 試驗(yàn)材料與方法69-71
• 4.2.1 試驗(yàn)材料69-70
• 4.2.2 果實(shí)激素及脅迫處理70
• 4.2.3 實(shí)時(shí)定量PCR70-71
• 4.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析71-78
• 4.3.1 SlBG2基因在番茄果實(shí)發(fā)育過程中的表達(dá)特點(diǎn)71
• 4.3.2 原位雜交分析SlBG2基因在花發(fā)育過程中的表達(dá)分布71-72
• 4.3.3 SlBG2基因?qū)γ{迫處理及激素處理的應(yīng)答72-74
• 4.3.4 干旱處理后ABA代謝途徑相關(guān)基因的表達(dá)情況分析74-75
• 4.3.5 SlBG2蛋白酶學(xué)性質(zhì)75-76
• 4.3.6 SlBG2在體外能夠水解ABA-GE釋放游離ABA76-78
• 4.4 討論78-80
• 第五章 結(jié)論80-81
• 參考文獻(xiàn)81-87
• 致謝87-88
• 作者簡歷88

【共引文獻(xiàn)】

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