药用野生稻抗逆相关基因的克隆及功能研究

发布时间：2017-12-11 15:23

  本文关键词：药用野生稻抗逆相关基因的克隆及功能研究

  更多相关文章： 药用野生稻 抗逆基因 基因克隆 转基因

【摘要】：药用野生稻(Oryza officinalis)携带多种生物和非生物胁迫的抗(耐)性基因,是水稻遗传改良的重要基因库。sHSP、ADF和GST基因在生物体防卫反应和逆境胁迫应答中起着重要的作用。本研究从药用野生稻(CC染色体组)干旱处理转录组测序结果中筛选出3个表达差异显著的sHSP、ADF和GST家族预测基因,分别命名为OoHsp20-3、OoADF1和OoGST1,对它们进行基因功能探究。利用同源克隆法扩增出目的基因完整CDS,测序结果表明,OoHsp20-3、OoADF1和OoGST1完整的ORF长度分别为522bp、453bp和690bp,分别编码173、150和229个氨基酸残基,在药用野生稻基因组中,Oo Hsp20-3、OoADF1和OoGST1编码区长度分别为526bp、459bp、700bp,均没有内含子。利用qRT-PCR技术,研究了OoHsp20-3、OoADF1和OoGST1。结果显示,OoHsp20-3、OoADF1和OoGST1在所检测的7个组织中均表达。OoHsp20-3和OoADF1均在四叶期幼苗的根中表达量最高,而在抽穗期的叶鞘中表达量最高。Oo GST1在四叶期幼苗的叶鞘中表达量最高,抽穗期时则在叶片中表达量最高。此外还研究了OoHsp20-3、OoADF1和OoGST1分别在干旱、高温、低温和高盐浓度胁迫下的表达量变化特点。结果表明,OoHsp20-3、OoADF1和OoGST1在高温、干旱和高盐浓度胁迫时表达量上调。OoHsp20-3在高温和高盐浓度胁迫时表达量较未处理的对照分别上调了240倍和1000倍,OoADF1在干旱和高盐浓度胁迫时表达量较对照分别上调了17.9倍和40倍,Oo GST1在高温和高盐浓度胁迫时表达量较对照分别上调了3.6倍和6倍。将OoHsp20-3、Oo ADF1和OoGST1完整的CDS融合到原核表达载体pET-32a(+)或pET-28a(+),通过IPTG诱导及SDS-PAGE检测,结果表明这三个基因编码的蛋白分子量分别约为14kD、16kD和23kD。OoHsp20-3在IPTG终浓度分别为1.0mM(pET-32a(+))和0.5 mM(pET-28a(+))时诱导蛋白表大量最大;OoADF1和OoGST1在IPTG终浓度分别为0.2mM和0.8m M时诱导蛋白表大量最大。细胞破碎显示OoHsp20-3、OoADF1和OoGST1编码的蛋白主要以包涵体的形式存在。对转入重组子及空载体的大肠杆菌E.coli BL21(DE3)菌株分别进行500 mM NaCl和600 mM NaCl液体和固体培养胁迫处理,与转入空载体的菌株相比,均能够更好的耐受高浓度NaCl的胁迫,表明OoHsp20-3、Oo ADF1和OoGST1对盐胁迫有一定的响应能力,能够保护细胞免受高盐的毒害。此外,液体培养基中转入重组子pET28a-OoHsp20-3的菌株在50℃胁迫条件下也表现出良好的耐受性。构建了超表达载体p2300-OoHsp20-3、p2300-Oo ADF1和p2300-OoGST1,以农杆菌介导法转化日本晴,收获OoHsp20-3转基因株系10株和Oo ADF1转基因株系2株,为进一步研究药用野生稻OoHsp20-3、OoADF1和OoGST1基因的功能奠定基础。
【学位授予单位】：华南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S511.9

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王楠;吕香玲;李亮;吴金凤;尚佳微;郝转芳;李凤海;;植物肌动蛋白解聚因子ADF的研究进展[J];西北植物学报;2015年11期

2 李维蛟;陈玲;殷富有;张敦宇;程在全;;云南野生稻抗白叶枯病类Xa21基因的鉴定[J];植物遗传资源学报;2015年01期

3 刘蕊;张欢欢;陈志雄;SHAHID Muhammad Qasim;傅雪琳;刘耀光;刘向东;卢永根;;筛选和转化药用野生稻TAC克隆获得耐旱水稻[J];中国农业科学;2014年08期

4 邓立新;卢钟磊;沈月毛;宋思扬;;利用拟南芥鉴定双孢蘑菇Hsp20和Adcs基因的耐温功能[J];厦门大学学报(自然科学版);2014年02期

5 李莉萍;应东山;张如莲;;野生稻优良基因资源的研究与应用进展[J];热带农业科学;2014年01期

6 郭虹霞;王创云;赵丽;王陆军;王晋;侯雅静;郭晶心;;小分子热激蛋白的研究进展[J];山西农业科学;2013年12期

7 金雪花;洪艳;黄河;戴思兰;朱Z，

本文编号：1278963