低温对巨桉叶片糖含量变化的影响及巨桉糖基转移酶基因家族EgrGATL的表达特性分析

发布时间：2018-09-14 11:44

【摘要】：低温等非生物逆境因子对植物的生长发育有非常重要的影响。在响应逆境因子的胁迫过程中,植物会采取相应的措施应对胁迫。逆境条件下,植物糖基转移酶通过糖基转移作用影响细胞壁的组成和结构,进而产生逆境响应。GATL是植物中重要的糖基转移酶基因,它属于GT8糖基转移酶超基因家族。本论文以巨桉为材料,开展了一系列研究,结果如下:1.巨桉在4℃不同时间处理下,叶片中可溶性糖含量逐渐增加,同时参与细胞壁成分构成的阿拉伯糖、半乳糖等也有所增加。2.通过同源比对,在巨桉中共发现9个EgrGATL基因,其中EgrGATL8基因序列较短。这9个GATL基因都含有一个保守的GT8结构域,除EgrGATL8外,其他基因的氨基酸序列都具有GATL序列的特征性基序:DSD、HWSGKGKPW、GSLLPPFLIVF、CYFNTGVMVMD**RWR、WNQHGLGGD、R*YLAD*L*P。3.组织特异性表达方面,不同的EgrGATL基因表达模式有所不同,但有一个共同特点既叶片中的表达量相对于茎和根组织较低。在低温(-8,-4,0,4,8°C)胁迫下除EgrGATL7,9外,其他EgrGATL基因均在一定程度上受到诱导,EgrGATL7,9则在不同低温下受到明显的抑制;4℃不同时间处理下,EgrGATLs基因表达模式分为三种类型:EgrGATL1,3,8不同时间处理下都处于受诱导的状态;EgrGATL2,4,6处理早期基因表达受诱导,随处理时间的延长,基因表达开始受到抑制;而EgrGATL5,7,9在4℃低温下表现出被抑制的情况。200mmol·L-1NaCl胁迫下,随着处理时间的延长,EgrGATL1,8的表达逐渐下降;EgrGATL3,4,5,6,7的表达模式相同,都在处理24h时有一个明显的表达跃升,而后又下降。100μmol·L-1ABA超过24小时的处理会导致除EgrGATL7外的其他基因表达受到抑制,这一点与盐处理相似。MeJA处理会快速诱导EgrGATLs基因的表达,处理2小时,被检测的8个EgrGATLs基因表达都有大幅度的上升。干旱胁迫下EgrGATLs的表达随处理时间的变化都呈现诱导、抑制再诱导的节律性变化;另外,EgrGATLs基因表达整体上还受光照的促进,黑暗的抑制。4.亚细胞定位结果显示,EgrGATL1和EgrGATL3在细胞核和细胞膜上都有表达,EgrGATL5只在细胞膜上有表达,EgrGATL8在细胞中广泛表达。5.选择受低温诱导的EgrGATL1进行异源转化拟南芥,并对获得的纯合转基因植株进行低温、ABA和NaCl处理实验,发现野生型和转基因幼苗在表型上没有明显差异。其可能原因是巨桉抗寒性提高需要EgrGATL基因与其他基因协同作用才能实现,而单一EgrGATL基因的高表达并不能产生明显的效果。
[Abstract]:Abiotic stress factors such as low temperature have a very important effect on plant growth and development. In response to stress factors, plants will take appropriate measures to deal with stress. Under stress conditions, plant glycosyltransferases affect cell wall composition and structure through glycosyl transfer, and then produce stress response. GATL is an important glycosyltransferase gene in plants, which belongs to the GT8 glycosyltransferase supergene family. In this paper, Eucalyptus grandis as a material, a series of studies were carried out, the results are as follows: 1. The soluble sugar content in leaves of Eucalyptus grandis increased gradually at 4 鈩，

本文编号：2242616