番茄ZF-HD转录因子的全基因组挖掘及抗逆相关基因筛选

发布时间：2020-04-22 06:20

【摘要】：因沉番茄因风味极佳、集经济和科研价值为一体而闻名,在全球被种植推广,同时它也是作物遗传进化研究过程中颇具代表性的模式植物,目前已完成全基因组测序,为番茄基因组水平的研究提供便利条件。低温、干旱、高盐等逆境环境对农作物的产量和品质具有十分重要的影响。干旱和土壤盐渍化是农业栽培中面临的严重问题,为提高农产品产量和质量、同时提高农业水资源及耕地的利用效率,除新灌溉技术、栽培技术及土壤改良技术的应用外,抗逆品种的选育和推广至关重要。因此明确植物抗逆应答机制,挖掘可利用的抗逆基因资源以及探索抗逆基因资源的利用方式在农作物抗逆品种的选育工作中显得尤为重要。目前在对植物的抗逆相关研究中发现,转录因子通过与其他相关蛋白或自身之间的相互作用激活或抑制相关基因的表达,进而在植物对逆境条件的适应性中发挥着重要的调控作用。Zinc-finger homeodomain(ZF-HD)转录因子家族成员是调控植物生长发育的重要角色,它还与植物应对胁迫有关。尽管在很多植物中都有与该基因家族相关的研究,但还没有有关番茄中ZF-HD家族特点的研究。故本实验鉴定番茄ZF-HD基因并分析基因结构、亚族分组和基因表达模式。实验结果为番茄抗逆育种及植物抗逆机理的研究奠定基础。实验结果如下:1本实验通过生物信息学方法鉴定并筛选出22个番茄ZF-HD家族的成员,并同过系统进化分析分为7个亚族,通过染色体定位分析将22个成员定位到番茄12条染色体中的6条上,最后再通过分析结构元件等证明它们大部分结构较为保守;2在分族后进一步筛选出15个ZF-HD基因,实验结果证明不同基因在不同组织中表达量各不相同,结果发现SL-ZH1、SL-ZH6、SL-ZH14、SL-ZH15、SL-ZH17、SL-ZH19、SL-ZH20、SL-ZH22在根中表达量较高,SL-ZH7、SL-ZH10、SL-ZH19、SL-ZH21在茎中表达量较高、SL-ZH2、SL-ZH7、SL-ZH8、SL-ZH10、SL-ZH13、SL-ZH15、SL-ZH16在叶中表达量较高,SL-ZH1、SL-ZH2、SL-ZH15、SL-ZH21、SL-ZH22在花中表达量较高;3在筛选出的15个ZF-HD基因中,不同基因参与不同的逆境应答,SL-ZH7、SL-ZH8、SL-ZH13与抗低温相关,SL-ZH8、SL-ZH10、SL-ZH13、SL-ZH15、SL-ZH16、SL-ZH17、SL-ZH21、SL-ZH22与抗旱相关,全部15个基因都与抗盐相关;4对SL-ZH13与SL-ZH22两个基因进行VIGS功能验证,结果发现分别沉默这两基因后,植株整体抗旱和耐盐能力下降,尤其耐盐能力下降明显。
【图文】：

组在 ZF 和 HD 结构域间都拥有相似长度基因中的 1、3-5、7 和 13 拟南芥基因在花织检测中表达量近乎相似，ZHD12 仅可 基因进行荧光定量发现 3 和 4,8、9 和 1人研究发现大豆 ZF-HD 蛋白在进化中拥稻比起来，与大豆有更近的亲缘关系[70]。ini Zinc Finger（MIF）发现这类基因只 ZHD 基因类似，都没有内含子。通过对 MIF 已形成单独的进化枝。再通过 ZHD与 ZHD 基因分离[3]。Wei 等（2008）假设，而后的演变都源自种子植物祖先中的s 的起源，这表明原始 MIF 基因可能来码子，编码甲硫氨酸，，N 端有 7-60 个子叶植物相似的 N 端区域，这两个基因制密切相关[39]。

5图 1-2 Wei 等 2008 所制作的系统进化树图，分为 7 个亚族，还标注单子叶植物、双子叶植物木兰科植物、裸子植物、无核维管束植物和非维管植物Fig. 1-2 Wei et al（2008）made the phylogenetic tree, divided into seven subfamily, marked byEudicots, Monocots, Magnoliids, Gymnosperms, Seedless vascular and Non-vascular.
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S641.2

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