菊花白銹病防御相關基因CmWRKY15-1的功能研究
發(fā)布時間:2021-11-01 11:21
菊花(Chrysanthemum morifolium)是菊科、菊屬的多年生草本花卉,是我國的傳統(tǒng)名花,具有較高的觀賞與經(jīng)濟價值,但菊花在復雜多變的生長過程中,干旱、高溫、凍害、高鹽等逆境脅迫會影響其生長發(fā)育,甚至導致死亡。菊花白色銹病是菊花首要病害之一,尤其在溫度較低、濕度較高的環(huán)境栽培,植株發(fā)病較重,嚴重影響其產(chǎn)量與品質。近年來,隨著植物基因工程技術的發(fā)展,從分子層面上改變植物抗逆性的例子屢見不鮮,因此尋找菊花抗逆基因,通過植物遺傳工程將特異基因導入植物,進行轉基因育種,成為培育抗逆菊花新品種的一條有效途徑。本研究以菊花白色銹病抗病品種‘黃鶯’為試驗材料,利用前期克隆獲得的CmWRKY15-1基因序列,構建基因植物表達載體與干擾載體轉化菊花,實現(xiàn)該基因的過表達與沉默,驗證CmWRKY15-1基因在菊花抗白色銹病中的功能,為闡述其抗白色銹病的分子機理提供借鑒,從而提高菊花的觀賞品質。主要研究結果如下:1.農(nóng)桿菌介導法轉化菊花品種‘黃鶯’,用含有CmWRKY15-1基因表達載體pBI121-CmWRKY15-1重組質粒的農(nóng)桿菌菌液侵染葉片,建立高效的遺傳轉化體系!S鶯’在MS+0.5...
【文章來源】:沈陽農(nóng)業(yè)大學遼寧省
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
生長調節(jié)劑對菊花品種‘黃鶯’葉片分化的影響
第二章CmWRKY15-1基因過量表達載體的轉化20圖2-2Kan對菊花品種‘黃鶯’愈傷組織生長的影響Figure2-2Effectsofkanamycinconcentrationonleafdifferentiationofchrysanthemumvarieties‘Huangying’2.3.3遺傳轉化體系的確定本試驗采用農(nóng)桿菌介導的葉盤轉化法對菊花品種‘黃鶯’進行遺傳轉化,通過控制變量法,經(jīng)過預培養(yǎng)、共培養(yǎng)、延遲培養(yǎng)、抗性芽的分化和篩癬根的分化和生長等5個階段確立了該菊花品種的最佳遺傳轉化體系:預培養(yǎng)(MS+0.5mg·L-16-BA+0.3mg·L-1NAA)2d,侵染時菌液濃度OD600=0.5-0.6,稀釋50倍,侵染7min,共培養(yǎng)(MS+0.5mg·L-16-BA+0.3mg·L-1NAA)2d(圖2-3a),延遲培養(yǎng)(MS+0.5mg·L-16-BA+0.3mg·L-1NAA+200mg·L-1Cef)2d后,轉接至篩選培養(yǎng)基(MS+0.5mg·L-16-BA+0.3mg·L-1NAA+200mg·L-1Cef+20mg·L-1Kan)上,每15d更換一次培養(yǎng)基,直至產(chǎn)生抗性芽后接種于生根篩選培養(yǎng)基(MS+15mg·L-1Kan)中(圖2-3b和2-3c),待小苗長至5-8cm時(圖2-3d),將獲得的轉化苗移栽至花盆中,圖為整個遺傳轉化過程。abcda:共培養(yǎng)的菊花葉片;b:形成愈傷組織和篩選培養(yǎng)基長出抗性芽;c:生根培養(yǎng);d:煉苗a:Leafdisksofco-cultured;b:TheleafdiskswithcallusformationandResistantbudsgeneratedfromtheinfectedleafdiscs;3:Rootingculture;4:Exercisingplants圖2-3抗性植株的獲得Figure2-3AcquisitionofKanamycin-resistantplants2.3.4轉基因菊花的鑒定經(jīng)過Kan篩選共獲得18株抗性植株,提取抗性苗葉片DNA,以pBI121質粒上35S啟動子特異引物nptⅡ抗性標記基因序列設計引物,進行PCR鑒定,通過對電泳(圖2-4)結果的分析,發(fā)現(xiàn)在678bp處有8株擴增出與陽性對照相一致的條帶,而陰性對照未見對應條帶,表明CmWRKY15-1已基
沈陽農(nóng)業(yè)大學碩士學位論文21個菊花‘黃鶯’植株中。M:DNAmarker;W:野生型;P:pBI121陽性質粒DNA;1-18:抗性植株葉片DNAM:DNAmarker;W:Negativecontrol;P:TheplasmidofpBI121aspositivecontrol;1-18:strainsofpupativetransgenic圖2-4PCR檢測Figure2-4PCRdetection將PCR鑒定出的陽性植株進行半定量檢測,結果表明(圖2-5),CmWRKY15-1基因在轉基因株系中均有不同程度的表達,且均高于野生型植株。WT:野生型;6,7,9,10,11,13,14,16:CmWRKY15-1轉基因株系WT:wildtype;6,7,9,10,11,13,14,16:transgenicoverexpressingplantsofCmWRKY15-1圖2-5半定量檢測Figure2-5SemiquantitativeRT-PCRdetectionqRT-PCR結果顯示(圖2-6),轉基因株系9號中CmWRKY15-1的表達量最高,約為野生型植株的25倍,7號與13號次之,分別為13倍和12倍。熒光定量檢測結果與半定量結果一致,由此證明CmWRKY15-1成功高表達。WT:野生型;7,9,13,16:CmWRKY15-1轉基因株系WT:wildtype;7,9,13,16:transgenicoverexpressingplantsofCmWRKY15-1圖2-6野生型與轉基因株系中CmWRKY15-1的相對表達量Figure2-6RelativeexpressionlevelofCmWRKY15-1intransgeniclinesandWT2.3.5陽性植株的擴繁
【參考文獻】:
期刊論文
[1]農(nóng)桿菌介導的黑果枸杞遺傳轉化體系的建立[J]. 王靜,唐靜,崔悅婷,陳韻,趙會君,閆興富. 北方園藝. 2020(01)
[2]WRKY轉錄因子在植物非生物脅迫抗逆育種中的應用[J]. 司愛君,陳紅,余渝,孔憲輝,劉麗,王旭文,田琴. 江蘇農(nóng)業(yè)科學. 2019(16)
[3]菊花‘金不凋’再生及遺傳轉化體系的構建[J]. 吳志蘋,高亦珂,范敏,高耀輝. 分子植物育種. 2020(01)
[4]中國農(nóng)科院利用植物介導的RNAi方法獲得抗蚜蟲小麥[J]. 鄭慶偉. 農(nóng)藥市場信息. 2019(03)
[5]棉花WRKY22基因分離及其對黃萎病的抗性分析[J]. 雷煜,張振楠,胡廣,劉建芬,唐葉,張寧,司懷軍,吳家和. 華北農(nóng)學報. 2018(06)
[6]WRKY轉錄因子在植物抗病反應中的功能研究進展[J]. 禹陽,賈趙東,馬佩勇,郭小丁,謝一芝,邊小峰. 分子植物育種. 2018(21)
[7]RNAi技術及其在植物中的應用[J]. 伍國強,劉海龍,劉左軍. 分子植物育種. 2018(19)
[8]菊花白銹病的藥劑防治試驗[J]. 趙婭玲,馬千里,程東美. 仲愷農(nóng)業(yè)工程學院學報. 2017(04)
[9]WRKY轉錄因子在植物抗逆生理中的研究進展[J]. 文鋒,吳小祝,廖亮,劉新圣,李鵬. 廣西植物. 2017(01)
[10]過量表達棉花CBF2基因提高轉基因擬南芥抗旱耐鹽能力[J]. 陳蕓,鄭勇,劉霞,任羽,馬劉峰. 植物科學學報. 2016(06)
博士論文
[1]大麥水楊酸合成途徑及其應答赤霉菌侵染的機理研究[D]. 郝群群.山東農(nóng)業(yè)大學 2018
[2]擬南芥水楊酸通路蛋白參與植物抗生物脅迫的作用機理研究[D]. 朱杉.蘭州大學 2012
碩士論文
[1]菊花CmDREBa-2基因的同源轉化及功能驗證[D]. 李娜(Lee Na).沈陽農(nóng)業(yè)大學 2018
[2]菊花抗白色銹病相關基因CmDREBa-2的克隆及表達分析[D]. 熊超明.沈陽農(nóng)業(yè)大學 2018
[3]CsSAMT-1基因在水楊酸信號響應柑橘黃龍病侵染中的功能研究[D]. 白曉晶.西南大學 2018
[4]菊花CmMET1基因RNAi載體的構建及對菊花和青蒿的遺傳轉化[D]. 范曉萱.河南大學 2016
[5]煙草orf25、atp9基因的RNAi載體構建及遺傳轉化[D]. 謝麗娟.江西農(nóng)業(yè)大學 2016
[6]菊花CmWRKY1和CmWRKY15基因功能初步研究[D]. 范青青.南京農(nóng)業(yè)大學 2016
[7]海島棉GbNPR1基因的表達特性及功能分析[D]. 柴蒙亮.石河子大學 2014
[8]2012年我國小麥葉銹菌生理小種鑒定及毒性分析[D]. 肖宇.河北農(nóng)業(yè)大學 2014
[9]外源性水楊酸誘導月季對黑斑病抗性的研究[D]. 金一鋒.東北農(nóng)業(yè)大學 2013
[10]水稻Hsp74.8基因的初步功能研究和兩個水稻MYB基因的過表達載體構建[D]. 王景晨.湖南農(nóng)業(yè)大學 2011
本文編號:3470023
【文章來源】:沈陽農(nóng)業(yè)大學遼寧省
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
生長調節(jié)劑對菊花品種‘黃鶯’葉片分化的影響
第二章CmWRKY15-1基因過量表達載體的轉化20圖2-2Kan對菊花品種‘黃鶯’愈傷組織生長的影響Figure2-2Effectsofkanamycinconcentrationonleafdifferentiationofchrysanthemumvarieties‘Huangying’2.3.3遺傳轉化體系的確定本試驗采用農(nóng)桿菌介導的葉盤轉化法對菊花品種‘黃鶯’進行遺傳轉化,通過控制變量法,經(jīng)過預培養(yǎng)、共培養(yǎng)、延遲培養(yǎng)、抗性芽的分化和篩癬根的分化和生長等5個階段確立了該菊花品種的最佳遺傳轉化體系:預培養(yǎng)(MS+0.5mg·L-16-BA+0.3mg·L-1NAA)2d,侵染時菌液濃度OD600=0.5-0.6,稀釋50倍,侵染7min,共培養(yǎng)(MS+0.5mg·L-16-BA+0.3mg·L-1NAA)2d(圖2-3a),延遲培養(yǎng)(MS+0.5mg·L-16-BA+0.3mg·L-1NAA+200mg·L-1Cef)2d后,轉接至篩選培養(yǎng)基(MS+0.5mg·L-16-BA+0.3mg·L-1NAA+200mg·L-1Cef+20mg·L-1Kan)上,每15d更換一次培養(yǎng)基,直至產(chǎn)生抗性芽后接種于生根篩選培養(yǎng)基(MS+15mg·L-1Kan)中(圖2-3b和2-3c),待小苗長至5-8cm時(圖2-3d),將獲得的轉化苗移栽至花盆中,圖為整個遺傳轉化過程。abcda:共培養(yǎng)的菊花葉片;b:形成愈傷組織和篩選培養(yǎng)基長出抗性芽;c:生根培養(yǎng);d:煉苗a:Leafdisksofco-cultured;b:TheleafdiskswithcallusformationandResistantbudsgeneratedfromtheinfectedleafdiscs;3:Rootingculture;4:Exercisingplants圖2-3抗性植株的獲得Figure2-3AcquisitionofKanamycin-resistantplants2.3.4轉基因菊花的鑒定經(jīng)過Kan篩選共獲得18株抗性植株,提取抗性苗葉片DNA,以pBI121質粒上35S啟動子特異引物nptⅡ抗性標記基因序列設計引物,進行PCR鑒定,通過對電泳(圖2-4)結果的分析,發(fā)現(xiàn)在678bp處有8株擴增出與陽性對照相一致的條帶,而陰性對照未見對應條帶,表明CmWRKY15-1已基
沈陽農(nóng)業(yè)大學碩士學位論文21個菊花‘黃鶯’植株中。M:DNAmarker;W:野生型;P:pBI121陽性質粒DNA;1-18:抗性植株葉片DNAM:DNAmarker;W:Negativecontrol;P:TheplasmidofpBI121aspositivecontrol;1-18:strainsofpupativetransgenic圖2-4PCR檢測Figure2-4PCRdetection將PCR鑒定出的陽性植株進行半定量檢測,結果表明(圖2-5),CmWRKY15-1基因在轉基因株系中均有不同程度的表達,且均高于野生型植株。WT:野生型;6,7,9,10,11,13,14,16:CmWRKY15-1轉基因株系WT:wildtype;6,7,9,10,11,13,14,16:transgenicoverexpressingplantsofCmWRKY15-1圖2-5半定量檢測Figure2-5SemiquantitativeRT-PCRdetectionqRT-PCR結果顯示(圖2-6),轉基因株系9號中CmWRKY15-1的表達量最高,約為野生型植株的25倍,7號與13號次之,分別為13倍和12倍。熒光定量檢測結果與半定量結果一致,由此證明CmWRKY15-1成功高表達。WT:野生型;7,9,13,16:CmWRKY15-1轉基因株系WT:wildtype;7,9,13,16:transgenicoverexpressingplantsofCmWRKY15-1圖2-6野生型與轉基因株系中CmWRKY15-1的相對表達量Figure2-6RelativeexpressionlevelofCmWRKY15-1intransgeniclinesandWT2.3.5陽性植株的擴繁
【參考文獻】:
期刊論文
[1]農(nóng)桿菌介導的黑果枸杞遺傳轉化體系的建立[J]. 王靜,唐靜,崔悅婷,陳韻,趙會君,閆興富. 北方園藝. 2020(01)
[2]WRKY轉錄因子在植物非生物脅迫抗逆育種中的應用[J]. 司愛君,陳紅,余渝,孔憲輝,劉麗,王旭文,田琴. 江蘇農(nóng)業(yè)科學. 2019(16)
[3]菊花‘金不凋’再生及遺傳轉化體系的構建[J]. 吳志蘋,高亦珂,范敏,高耀輝. 分子植物育種. 2020(01)
[4]中國農(nóng)科院利用植物介導的RNAi方法獲得抗蚜蟲小麥[J]. 鄭慶偉. 農(nóng)藥市場信息. 2019(03)
[5]棉花WRKY22基因分離及其對黃萎病的抗性分析[J]. 雷煜,張振楠,胡廣,劉建芬,唐葉,張寧,司懷軍,吳家和. 華北農(nóng)學報. 2018(06)
[6]WRKY轉錄因子在植物抗病反應中的功能研究進展[J]. 禹陽,賈趙東,馬佩勇,郭小丁,謝一芝,邊小峰. 分子植物育種. 2018(21)
[7]RNAi技術及其在植物中的應用[J]. 伍國強,劉海龍,劉左軍. 分子植物育種. 2018(19)
[8]菊花白銹病的藥劑防治試驗[J]. 趙婭玲,馬千里,程東美. 仲愷農(nóng)業(yè)工程學院學報. 2017(04)
[9]WRKY轉錄因子在植物抗逆生理中的研究進展[J]. 文鋒,吳小祝,廖亮,劉新圣,李鵬. 廣西植物. 2017(01)
[10]過量表達棉花CBF2基因提高轉基因擬南芥抗旱耐鹽能力[J]. 陳蕓,鄭勇,劉霞,任羽,馬劉峰. 植物科學學報. 2016(06)
博士論文
[1]大麥水楊酸合成途徑及其應答赤霉菌侵染的機理研究[D]. 郝群群.山東農(nóng)業(yè)大學 2018
[2]擬南芥水楊酸通路蛋白參與植物抗生物脅迫的作用機理研究[D]. 朱杉.蘭州大學 2012
碩士論文
[1]菊花CmDREBa-2基因的同源轉化及功能驗證[D]. 李娜(Lee Na).沈陽農(nóng)業(yè)大學 2018
[2]菊花抗白色銹病相關基因CmDREBa-2的克隆及表達分析[D]. 熊超明.沈陽農(nóng)業(yè)大學 2018
[3]CsSAMT-1基因在水楊酸信號響應柑橘黃龍病侵染中的功能研究[D]. 白曉晶.西南大學 2018
[4]菊花CmMET1基因RNAi載體的構建及對菊花和青蒿的遺傳轉化[D]. 范曉萱.河南大學 2016
[5]煙草orf25、atp9基因的RNAi載體構建及遺傳轉化[D]. 謝麗娟.江西農(nóng)業(yè)大學 2016
[6]菊花CmWRKY1和CmWRKY15基因功能初步研究[D]. 范青青.南京農(nóng)業(yè)大學 2016
[7]海島棉GbNPR1基因的表達特性及功能分析[D]. 柴蒙亮.石河子大學 2014
[8]2012年我國小麥葉銹菌生理小種鑒定及毒性分析[D]. 肖宇.河北農(nóng)業(yè)大學 2014
[9]外源性水楊酸誘導月季對黑斑病抗性的研究[D]. 金一鋒.東北農(nóng)業(yè)大學 2013
[10]水稻Hsp74.8基因的初步功能研究和兩個水稻MYB基因的過表達載體構建[D]. 王景晨.湖南農(nóng)業(yè)大學 2011
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