苹果MdLBD13的基因克隆及其在花青苷合成和硝酸盐吸收中的作用
[Abstract]:Lateral organ boundaries domain (LBD) transcription factors regulate primordium initiation of apical meristem and lateral organ as well as establish boundary of plant apical meristem and lateral organ. The accumulation of hormones and the metabolism of anthocyanins and nitrate in plants. As a new transcription factor of higher plants, LBD protein family has only revealed the function of some LBD genes in Arabidopsis, rice and other model plants. There is relatively little research in apple. Anthocyanin, as the main component and important nutrient of apple color, plays an important role in fruit quality. The complete sequencing of apple genome is of great significance for the identification of LBD genes related to anthocyanin synthesis in apple. In this study, a typical LOB-Domain gene was isolated from apple and its expression pattern was further analyzed. The functions of apple calli overexpressing MdLBD13 and Arabidopsis thaliana were analyzed by transgenic method. The results showed that LBD gene regulated anthocyanin synthesis and nitrate metabolism in apple. The main findings and conclusions are as follows: 1. MdLBD13 (MDP0000317227) was isolated from Gala apple. The MdLBD13 gene encodes 251 amino acids for 753 bp,. The protein has a typical LOB-Domain, and a typical CX2CX6CX3C zinc finger-like domain, at its N-terminal is the second member of the LBD gene family. Amino acid sequence comparison and phylogenetic tree analysis showed that MdLBD13 gene was a homologous gene of Arabidopsis thaliana LBD37/38. The results of 2.qRT-PCR showed that MdLBD13 was expressed in all organs of apple, and further analysis of its expression pattern revealed that the gene was a homologue gene of Arabidopsis thaliana LBD37/38. MdLBD13 specifically responds to nitrate in apple seedlings, so MdLBD13 may be involved in the nitrate metabolism pathway of apple. 3. In order to study the role of MdLBD13 in the synthesis of apple anthocyanin, MdLBD13 gene was overexpressed in apple calli. The results showed that transgenic calli significantly reduced the accumulation of anthocyanin, and MdLBD13 could inhibit the expression of anthocyanin-related MYB,b HLH and the key genes of anthocyanin synthesis pathway. 4. Overexpression of MdLBD13 could inhibit nitrate uptake and transport and gene expression in apple during assimilation. The activity of nitrate and nitrate reductase in apple calli showed that MdLBD13 could affect the pathway of nitrate metabolism in apple. 5. In order to further verify the function of MdLBD13, the results of ectopic expression of MdLBD13, in Arabidopsis showed that MdLBD13 could also inhibit anthocyanin synthesis and nitrate uptake and transport in Arabidopsis thaliana. 6. Ectopic expression of MdLBD13 in Arabidopsis significantly promoted the formation of lateral roots.
【学位授予单位】:山东农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:S661.1
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本文编号:2435614
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