本文關(guān)鍵詞：水稻抗逆候選基因OsSTAP1的功能分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：乙烯應(yīng)答因子(Ethylene Responsive Factors,ERFs)是植物特有的AP2/EREBP轉(zhuǎn)錄因子亞家族,參與植物的生長發(fā)育、新陳代謝、抗病及各種非生物脅迫的應(yīng)答過程。植物的脅迫應(yīng)答過程是一個多途徑、多基因參與的復(fù)雜調(diào)控過程。發(fā)掘水稻抗逆功能候選基因并驗證其功能,有助于完善水稻響應(yīng)環(huán)境脅迫的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)和生理調(diào)控機制,為基因工程培育抗逆新品種提供基因資源。本研究前期采用基因芯片技術(shù)分析水稻品種日本晴苗期在不同非生物脅迫處理下的表達譜變化,檢測到42個脅迫差異表達的AP2/EREBP基因,其中有2個基因應(yīng)答所有脅迫反應(yīng)。本研究對其中一個基因(Os03g0183000)進行進一步生物信息學(xué)分析和抗逆功能驗證。根據(jù)數(shù)據(jù)庫中OsSTAP1基因的cDNA序列設(shè)計引物,從日本晴中擴增獲得全長1005bp CDS序列,編碼334個氨基酸。該基因編碼蛋白包含一個AP2保守結(jié)合結(jié)構(gòu)域,能特異結(jié)合GCC-box(ERE元件),AP2結(jié)構(gòu)域上具有保守的A14和D19,屬于ERF亞家族。聚類分析發(fā)現(xiàn)OsSTAP1蛋白屬于ERF亞家族的第4分支,與擬南芥的抗逆蛋白AT1g53910位于同一分支。OsSTAP1基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)域存在激素響應(yīng)、脅迫誘導(dǎo)相關(guān)順式元件。GFP融合蛋白亞細胞定位結(jié)果顯示OsSTAP1蛋白位于細胞核內(nèi)。水稻經(jīng)過不同激素和逆境脅迫處理后進行RT-PCR分析,結(jié)果顯示OsSTAP1基因受到不同激素和逆境脅迫的誘導(dǎo)表達。通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)法轉(zhuǎn)化水稻品種日本晴進一步分析OsSTAP1基因的耐鹽功能。對轉(zhuǎn)基因株系的RT-PCR檢測和Southern blot檢測發(fā)現(xiàn),OsSTAP1基因整合到水稻基因組中并在大部分轉(zhuǎn)基因株系中過量表達。在高鹽脅迫下,轉(zhuǎn)基因植株表現(xiàn)出較強的耐受力以及脅迫后恢復(fù)能力,并且轉(zhuǎn)基因株系葉片中的SOD、POD、CAT酶的活性比野生型高。研究結(jié)果表明,OsSTAP1基因響應(yīng)多種激素和逆境脅迫的誘導(dǎo)表達,作用于細胞核內(nèi),通過結(jié)合下游目的基因啟動子區(qū)域的GCC-box等順式作用元件,調(diào)控相關(guān)基因的表達;OsSTAP1基因的過表達使轉(zhuǎn)基因株系在鹽脅迫下的氧化還原酶活性增強,利于清除植物體內(nèi)的氧自由基,減小鹽脅迫產(chǎn)生的氧自由基對細胞膜造成的傷害,從而提高轉(zhuǎn)基因水稻的耐鹽能力。
【關(guān)鍵詞】：水稻 AP2/EREBP轉(zhuǎn)錄因子 高鹽 轉(zhuǎn)基因
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S511;Q943.2
【目錄】：

• 附件5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 英文縮略表10-11
• 第一章 引言11-19
• 1.1 植物響應(yīng)鹽脅迫反應(yīng)11-14
• 1.1.1 鹽脅迫對植物的影響11-12
• 1.1.2 植物耐鹽生理機制12-14
• 1.2 AP2/EREBP轉(zhuǎn)錄因子家族與鹽脅迫反應(yīng)14-18
• 1.2.1 AP2/EREBP轉(zhuǎn)錄因子家族分類14
• 1.2.2 AP2/EREBP結(jié)構(gòu)域14-15
• 1.2.3 AP2/EREBP的順式作用元件15
• 1.2.4 AP2/EREBP家族成員進化關(guān)系15-17
• 1.2.5 ERF類蛋白的功能17-18
• 1.3 研究的目的與意義18-19
• 第二章 材料與方法19-29
• 2.1 實驗材料19-20
• 2.1.1 植物材料19
• 2.1.2 載體與菌株19
• 2.1.3 引物、酶及主要試劑19-20
• 2.2 實驗方法20-29
• 2.2.1 生物信息學(xué)分析20
• 2.2.2 構(gòu)建OsSTAP1的過表達載體20-22
• 2.2.3 對水稻進行遺傳轉(zhuǎn)化22-24
• 2.2.4 轉(zhuǎn)基因植株陽性檢測24
• 2.2.5 轉(zhuǎn)基因植株OsSTAP1基因表達量鑒定24-25
• 2.2.6 Southern Blot檢測25-26
• 2.2.7 OsSTAP1蛋白亞細胞定位26-27
• 2.2.8 檢測OsSTAP1基因誘導(dǎo)表達特性27
• 2.2.9 鑒定轉(zhuǎn)基因材料耐鹽性27
• 2.2.10 測定轉(zhuǎn)基因材料耐鹽生理指標27-29
• 第三章 結(jié)果與分析29-41
• 3.1 生物信息學(xué)分析29-34
• 3.1.1 OsSTAP1序列分析29-31
• 3.1.2 OsSTAP1基因的聚類分析31
• 3.1.3 OsSTAP1基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件分析31-34
• 3.2 OSSTAP1蛋白的亞細胞定位34
• 3.3 OSSTAP1響應(yīng)外界環(huán)境刺激的表達模式分析34-35
• 3.4 OSSTAP1基因過表達轉(zhuǎn)基因材料的獲得35-36
• 3.4.1 構(gòu)建OsSTAP1基因過表達載體35-36
• 3.4.2 遺傳轉(zhuǎn)化并獲得轉(zhuǎn)化植株36
• 3.5 轉(zhuǎn)基因材料的鑒定36-38
• 3.5.1 hgy標記基因的PCR陽性檢測36-37
• 3.5.2 RT-PCR檢測OsSTAP1基因表達量37
• 3.5.3 Southern Blot檢測37-38
• 3.6 過表達OSSTAP1基因?qū)λ灸望}性的影響38-41
• 3.6.1 過表達OsSTAP1基因?qū)λ灸望}性的影響38
• 3.6.2 過表達OsSTAP1基因?qū)λ灸望}生理的影響38-41
• 第四章 討論41-43
• 4.1 ERFS的生物學(xué)功能及結(jié)構(gòu)特征分析41
• 4.2 OSSTAP1響應(yīng)不同環(huán)境脅迫反應(yīng)41-42
• 4.3 過表達OSSTAP1提高水稻耐鹽性42-43
• 第五章 全文結(jié)論43-44
• 參考文獻44-50
• 致謝50-51
• 作者簡歷51

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 孫建昌;王興盛;楊生龍;;植物耐鹽性研究進展[J];干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究;2008年01期

2 李培玉;張銳;孫國清;馬林;薛計雄;林芹;郭三堆;;轉(zhuǎn)vgb基因油菜的耐澇性[J];生物技術(shù)進展;2014年04期

  本文關(guān)鍵詞：水稻抗逆候選基因OsSTAP1的功能分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：437331