当前位置:主页 > 科技论文 > 基因论文 >

SlNAC2提高转基因拟南芥抗逆性及机制分析

发布时间:2018-08-14 12:21
【摘要】:NAC(NAM、ATAF1/2、CUC)转录因子是植物特有的一类转录因子,它不仅参与植物的多个生长发育过程,还参与植物对生物以及非生物胁迫的响应。本实验室前期从盐生植物辽宁碱蓬(Suaeda liaotungensis K.)中克隆了一个NAC转录因子SlNAC2,并获得了转SlNAC2拟南芥T2代种子。本研究以转SlNAC2拟南芥T2代种子为实验材料,筛选出转基因拟南芥T3代纯合二倍体,并对转基因纯合二倍体植株进行非生物胁迫抗性及机制分析。主要结果如下:1.以实验室前期获得的转pBI121-SlNAC2拟南芥和转pBI121-GUS拟南芥T2代种子为材料,利用含卡那霉素(100 mg/L)的MS培养基进行筛选培养,获得转pBI121-SlNAC2拟南芥纯合二倍体株系:L1、L2、L3;转pBI121-GUS拟南芥纯合二倍体株系:VT1、VT2。半定量RT-PCR分析表明,SlNAC2基因已在转SlNAC2基因拟南芥中表达。2.非生物胁迫(干旱、高盐、低温)条件下,对转基因拟南芥及野生型拟南芥进行形态和生理特征分析,形态指标主要包括:存活率、种子萌发率、根部发育、组织含水量和气孔;生理指标主要包括:叶绿素荧光、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、电导率及抗氧化酶活性等。非生物胁迫下,两种拟南芥萌发均受到明显抑制,但转pBI121-SlNAC2株系萌发率明显优于野生型与转pBI121-GUS株系。在幼苗生长阶段,非生物胁迫下的存活率、根部发育、组织含水量和气孔的结果显示,转pBI121-SlNAC2株系比野生型和转pBI121-GUS株系具有更好的生存能力。非生物胁迫下叶绿素荧光与可溶性蛋白含量的变化表明,转基pBI121-SlNAC2拟南芥通过提高光合作用来应对非生物胁迫。转pBI121-SlNAC2基因拟南芥在非生物胁迫下的脯氨酸含量及抗氧化酶活性显著高于野生型与转pBI121-GUS拟南芥,且细胞膜的损伤程度要低于野生型与转pBI121-GUS拟南芥。结果表明,外源SlNAC2基因在拟南芥中表达,提高了拟南芥的抗逆境能力,在很大程度上减少了非生物胁迫对转基因拟南芥的损害。有效的证明了SlNAC2基因具有提高拟南芥对非生物胁迫耐受性的能力。3.利用安捷伦基因芯片分析转SlNAC2基因拟南芥与野生型拟南芥差异表达基因,并通过实时荧光定量PCR方法对部分差异表达基因进行验证。差异表达分析结果显示,在转SlNAC2基因拟南芥中共筛选到1258个差异表达基因,其中上调表达的基因706个,下调表达基因552个。差异倍数大于50倍的基因22个,GO分类结果显示,这些基因主要参与植物细胞的生长发育、激素信号传递、酶活性的调控以及胁迫响应过程中涉及的离子转运、抗氧化剂的合成、转录因子的相互作用等复杂的生理生化过程。差异表达基因包括MYB、WRKY类转录因子基因,并且存在与精氨酸和脯氨酸有关的信号通路基因。SlNAC2是NAC转录因子家族成员之一,通过调控下游胁迫相关的基因提高转基因拟南芥在非生物胁迫下的耐受性。本研究揭示了SlNAC2在提高植物抗逆性中的作用,初步分析了其调控的下游基因,为植物抗逆机理研究提供了新资料。
[Abstract]:NAC (NAM, ATAF 1/2, CUC) transcription factors are plant-specific transcription factors. NAC transcription factors not only participate in many plant growth and development processes, but also participate in plant responses to biological and abiotic stresses. In this study, T3 homozygous diploids of transgenic Arabidopsis thaliana were screened from the seeds of T2 generation of transgenic Arabidopsis thaliana SlNAC2, and the abiotic stress resistance and mechanism of transgenic homozygous diploid plants were analyzed. The main results were as follows: 1. The transgenic Arabidopsis thaliana pBI121-SlNAC2 and transgenic pBI121-GUS were obtained in the early stage of the laboratory. Transgenic Arabidopsis thaliana homozygous diploid lines: L1, L2, L3 and pBI121-GUS homozygous diploid lines: VT1, VT2. Semi-quantitative RT-PCR analysis showed that SlNAC2 gene was expressed in transgenic Arabidopsis thaliana. The morphological and physiological characteristics of transgenic Arabidopsis and wild Arabidopsis thaliana under drought (drought, high salinity, low temperature) stress were analyzed. The morphological indexes mainly included survival rate, seed germination rate, root development, tissue water content and stomata; physiological indexes mainly included chlorophyll fluorescence, soluble protein content, proline content, electrical conductivity and resistance. The germination rate of transgenic pBI121-SlNAC2 was significantly higher than that of wild-type and trans-pBI121-GUS strains. At seedling growth stage, the survival rate, root development, tissue water content and stomata of trans-pBI121-SlNAC2 strains were higher than that of wild-type. The changes of chlorophyll fluorescence and soluble protein content under abiotic stress indicated that the transgenic Arabidopsis thaliana pBI121-SlNAC2 could cope with abiotic stress by increasing photosynthesis. The results showed that the expression of exogenous SlNAC2 gene in Arabidopsis improved the stress resistance of Arabidopsis thaliana and reduced the damage of transgenic Arabidopsis to a great extent. Genes have the ability to improve the tolerance of Arabidopsis to abiotic stress. 3. Differentially expressed genes of transgenic Arabidopsis thaliana and wild type Arabidopsis thaliana were analyzed by Agilent microarray, and some differentially expressed genes were verified by real-time fluorescence quantitative PCR. A total of 1,258 differentially expressed genes were screened, of which 706 were up-regulated and 552 were down-regulated. 22 genes were more than 50-fold differentially expressed. GO classification showed that these genes were mainly involved in plant cell growth and development, hormone signaling, enzyme activity regulation and ion transport involved in stress response. Differentially expressed genes include MYB and WRKY transcription factor genes, and there are signal transduction genes associated with arginine and proline. SlNAC2 is a member of the NAC transcription factor family that enhances transgenic mimicry by regulating downstream stress-related genes. This study revealed the role of SlNAC2 in improving stress tolerance of Arabidopsis thaliana under abiotic stress, and preliminarily analyzed the downstream genes regulated by SlNAC2, which provided new information for the study of stress resistance mechanism of plants.
【学位授予单位】:辽宁师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:Q943.2

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 何建君;李亚男;;转基因拟南芥株系后代遗传稳定性鉴定[J];安徽农学通报(上半月刊);2011年09期

2 胡晓龙;徐妙云;王磊;;转基因拟南芥中雌激素诱导的转录激活系统诱导条件的优化[J];安徽农业科学;2014年11期

3 单曙光;于国红;徐娜;程宪国;;大豆转录因子GmC2H2基因转化拟南芥效果分析[J];生物技术通报;2011年12期

4 吴艳;沈宏;陈建红;;AHA1转基因拟南芥的抗铝性生理解析[J];应用生态学报;2008年05期

5 戚元成;张小强;刘卫群;邱立友;;过量表达谷胱甘肽转移酶基因对转基因拟南芥抗旱能力的影响[J];植物生理学通讯;2008年02期

6 苏良辰;肖婷;李玲;;AhAO2转基因拟南芥植株抗旱生理分析[J];生物技术;2011年06期

7 李和平;姚明镜;廖玉才;;小麦几丁质酶基因的异种表达及其功能鉴定[J];植物生理与分子生物学学报;2005年06期

8 郭建春;胡新文;段瑞军;符少萍;;在ipt-GUS转基因拟南芥中双组分信号传导基因应答体内细胞分裂素的增加(英文)[J];植物生理与分子生物学学报;2005年06期

9 王义华;徐梅珍;曾黎明;陈蓉蓉;蒋伦伟;甘义忠;吴小飞;;反义抑制MnSOD转基因拟南芥构建及其抑制效果的分析[J];江西农业大学学报;2006年06期

10 张碧玉;李玲;郑思春;冯启理;;CfGST转基因拟南芥抗寒性和叶肉细胞超微结构研究[J];武汉植物学研究;2009年03期

相关会议论文 前10条

1 宋水山;郭琳;张玮;孙大业;;利用转基因拟南芥研究质外体钙调素[A];2005年全国植物生长物质研讨会论文摘要汇编[C];2005年

2 胡文全;马敏;谢万钦;张映熠;张蕊;金犁天;李翠凤;;CaMBP10的体内功能研究[A];中国植物生理学会第十次会员代表大会暨全国学术年会论文摘要汇编[C];2009年

3 赵君;丁林云;郭旺珍;张天真;;一个与抗黄萎病和耐干旱、盐胁迫相关的棉花受体类似蛋白激酶基因的克隆与功能鉴定[A];现代分子植物育种与粮食安全研讨会论文集[C];2011年

4 尚慧婕;张锐;王远;孙国清;孟志刚;周焘;郭三堆;;棉花nodulin-like基因的功能分析及验证[A];中国棉花学会2011年年会论文汇编[C];2011年

5 万小荣;樊荣;王宁宁;;LE-ACS6启动子在转基因拟南芥中的发育特异性研究[A];中国植物生理学会全国学术年会暨成立40周年庆祝大会学术论文摘要汇编[C];2003年

6 徐凡;李鹏丽;苑玲玲;王宁宁;;过表达GmSARK基因全长与激酶域的转基因拟南芥的表型分析[A];2007中国植物生理学会全国学术会议论文摘要汇编[C];2007年

7 徐凡;龚清秋;孟涛;王宁宁;;利用基因芯片技术对过表达GmSARK转基因拟南芥基因表达谱的分析[A];中国植物生理学会第十次会员代表大会暨全国学术年会论文摘要汇编[C];2009年

8 赵吉强;郭善利;陈世华;张慧;赵彦修;;过量表达酵母YAP1基因对转基因拟南芥抗盐性的影响[A];中国植物学会七十五周年年会论文摘要汇编(1933-2008)[C];2008年

9 张仁善;孙峰;林文量;;在高产及快速生长的转基因拟南芥植株中NBS-LRR家族抗病基因与RNA沉默机制基因的表达[A];2010植物免疫机制研究及其调控研讨会论文集[C];2010年

10 生书晶;柳忠玉;邵利;赵炜;赵树进;;何首乌中芪合酶基因的克隆、鉴定及其功能分析[A];2010年中国药学大会暨第十届中国药师周论文集[C];2010年

相关重要报纸文章 前1条

1 ;转基因拟南芥菜成为探雷“尖兵”[N];新华每日电讯;2006年

相关博士学位论文 前10条

1 马刘峰;棉花(Gossypium hirsutum)DREB/CBF基因的筛选鉴定及其在植物抗逆应答中的功能研究[D];华中师范大学;2015年

2 翟亦倩;小麦非生物胁迫响应基因TabHLH39/44和TabZIP15的功能分析[D];中国农业科学院;2016年

3 张建民;棉花抗蚜基因的筛选及功能研究[D];华中师范大学;2014年

4 王玉民;玉米C_4途径关键酶基因(PPDK、NADP-ME)的克隆及PPDK、PEPC在拟南芥中的表达分析[D];河南农业大学;2012年

5 周玉亮;莲金属硫蛋白和热激蛋白基因在种子活力中的功能分析[D];中山大学;2011年

6 王莉;小麦耐盐基因的克隆与功能研究[D];河北师范大学;2010年

7 全先庆;花生金属硫蛋白基因的克隆及AhMT2α基因的功能鉴定[D];山东师范大学;2007年

8 叶凌凤;新型玉米矮化突变位点的鉴定及其功能分析[D];中国农业大学;2013年

9 黄金光;棉花GhDREB1调节低温抗性与生长发育的分子机理[D];山东农业大学;2009年

10 柳忠玉;虎杖PcRS和PcPKS1基因在白藜芦醇生物合成中的调控作用[D];华南理工大学;2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 段艳娇;毛果杨PtrWRKY73转录因子在转基因拟南芥中的抗病及抗旱研究[D];西南大学;2015年

2 刘奕佳;二穗短柄草CBF2基因载体构建及转基因拟南芥的抗性分析[D];东北林业大学;2015年

3 门维婷;蜡梅小GTP结合蛋白基因CpRAC1的克隆及功能初步验证[D];西南大学;2015年

4 邓拓;Cry2Ab转基因拟南芥的抗虫作用及其对HearNPV增效作用的研究[D];西北农林科技大学;2015年

5 赵思雯;杨树PsneIF5A2/4基因的抗逆功能分析[D];东北林业大学;2015年

6 张静;高粱ATP合成酶E亚基编码基因(SbATPase-E)的克隆及其抗逆功能研究[D];河北科技师范学院;2015年

7 梁英主;小麦盐诱导基因TaSRHP和TaSMP的克隆和功能研究[D];河北师范大学;2011年

8 张梦;桑树促分裂原活化蛋白激酶5(MnMAPK5)基因的功能研究[D];西南大学;2016年

9 范世航;甘蓝型油菜线粒体未知基因的克隆与功能分析[D];湖北大学;2015年

10 王兴超;大豆miR1510a的表达分析及功能验证[D];吉林农业大学;2016年



本文编号:2182847

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiyingongcheng/2182847.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户b10e0***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com