烟草响应低温胁迫的生化与分子基础及TCP基因编辑突变的初步研究

发布时间：2020-05-27 09:33

【摘要】：烟草是我国的主要的经济作物,种植区域广泛。烟草生产受到多种胁迫因素的限制,其中低温胁迫对烟草的产量和品质的影响最为严重。因此,探讨烟草对低温胁迫的分子调控途径,提高其对低温的耐受能力已成为烟草育种工作中的重要任务。为研究烟草响应低温胁迫的生理和分子基础及低温相关基因TCP基因的主要功能,通过生理生化检测、高通量测序技术、qRT-PCR等分子实验手段,测定了低温条件下烟草NC567与台烟8号体内的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)以及游离脯氨酸(PRO)、丙二醛(MDA)和脱落酸(ABA)等低温耐性相关生理生化指标,分析并验证了两品种中参与低温胁迫响应的miRNAs。随后构建了CRISPR/Cas9定向敲除载体,通过遗传转化得到了转基因材料。获得以下主要研究结果:1.在低温胁迫处理24 h后,两个品种中的SOD和CAT活力均有明显下降,POD的酶活力以及PRO、MDA和ABA等分子的含量均有显著上升,但只有MDA在台烟8号中的含量显著高于NC567,其他指标在NC567中的水平都要显著高于台烟8号。2.从构建的4个样品的sRNA文库中均获得了超过22 M的原始测序数据,通过比对miRbase鉴定出164个已知的保守miRNAs,分别从NC567和台烟8号中发现了25和13个受低温调控的保守miRNAs,进一步分析揭示了15个nta-miR169家族成员仅在NC567中下调表达,而7个nta-miR399成员只在台烟8号中上调表达。这两个品种中受低温调控的miRNAs截然不同的表达模式暗示了烟草中miRNA介导的基因型特异性低温胁迫响应机制。根据研究结果,建立了基于miRNA水平的烟草低温胁迫响应模型。3.通过构建TCP基因的CRISPR-Cas9-TCP定向敲除质粒,利用农杆菌介导法转化烟草株系K326,最终获得T0代种子。对T0转基因植株进行测序分析发现,在设计的三个靶位点处存在随机缺失多个碱基和增加一个碱基的突变类型。
【学位授予单位】：湖南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S572

【参考文献】

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本文编号：2683332