苹果bZIP家族基因的鉴定、表达分析及葡萄WRKY48基因的功能分析

发布时间：2018-06-20 23:29

  本文选题：苹果bZIP基因家族 + 进化分析　； 参考：《西北农林科技大学》2017年硕士论文

【摘要】：苹果(Malus domestica)和葡萄(Vitis Vinifera)目前已在国内外广泛栽培,但自然条件下,极易受不良环境的危害从而对生产造成严重损失。利用生物技术的手段挖掘和利用抗性基因,辅助选育抗性品种,可以有效的提高果品的产量和品质。据报道,bZIP和WRKY转录因子是植物中含基因成员较多的两个家族基因,在植物的生长发育,生物和非生物胁迫方面具有重要意义。本研究首次对苹果基因组中bZIP基因进行了鉴定、进化和表达分析。另一方面,从欧美杂种巨峰葡萄(V.labrusca×V.vinifera)中克隆了VlWRKY48,并通过转化拟南芥进一步研究了该基因在干旱及白粉胁迫方面的功能。获得如下研究结果:1.从苹果基因组数据库中搜索、鉴定得到了112可能的bZIP基因,并对其进行同线性分析,结果表明,串联重复,节段性重复及基因组复制有效的扩增了苹果bZIP基因的家族。苹果和拟南芥2个物种基因组中的bZIP基因的同线性分析发现,19个苹果bZIP基因和21个拟南芥bZIP基因位于两物种的同线性区域,其中6个基因对是1个苹果bZIP基因对应1个拟南芥bZIP基因,表明它们很可能在2个物种分化前就存在,起源于共同的祖先。基于2物种的进化树,根据拟南芥的分组关系,结合苹果bZIP基因的结构特点,将其分为A,B,C,D,E,F,G,H,I,J,S等11个亚家族。基因内含子外显子结构分析表明,约20%的苹果bZIP基因不含内含子。一些MdbZIP重复基因对的内含子数量的差异可能由内含子发生了增加或缺失而引起,进而增加了bZIP基因的功能多样性。通过对苹果bZIP基因家族A亚组的16个成员进行半定量RT-PCR分析发现,除5个基因不表达外,其余11个基因在10个待检测的组织中均有不同水平的表达,表明苹果A组bZIP基因可能参与苹果根系和叶片生长,果实及种子的发育。干旱和盐胁迫及5种不同的激素处理下,这11个基因呈现出上调或下调的表达趋势,表明它们可能和苹果对干旱,盐胁迫调控有关。2.以欧美杂种葡萄巨峰的cDNA为模板,克隆得到VlWRKY48基因的cDNA序列,基因Genebank登录号为XM_002280995.2。序列分析发现VlWRKY48的开放阅读框(ORF)长1050-bp,编码的氨基酸长度349 aa,含1个WRKY保守结构域,锌指结构为C2HC型,属于Ⅲ亚组WRKY基因。通过构建pCAMBIA2300-35S-VlWRKY48过表达载体,并在土壤农杆菌的介导下成功转化拟南芥。结果发现VlWRKY48过表达株系在种子萌发期,幼苗阶段及4周龄成苗阶段对干旱的抗性较野生型强。此外,对4周龄成年拟南芥接种白粉菌,5 d后发现过量表达VlWRKY48提高了拟南芥对白粉菌的抗性。抗病相关基因的表达分析结果表明VlWRKY48可能通过水杨酸(SA)信号途径正向作用于葡萄对白粉菌的响应。
[Abstract]:Genetic analysis of the bZIP gene in the genome of apple and Arabidopsis showed that the genes of bZIP and WRKY were in the same linear region of the two species . It was found that it was possible to control the drought and salt stress in apple . The cDNA sequence was cloned to obtain the cDNA sequence of VWRKY48 gene . The gene Genebank accession No . XM - 002280995 . 2 . The gene Genebank accession number was about 105bp , and the length of amino acid was 349 aa .
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S661.1;S663.1

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本文编号：2046112