毛竹转录因子基因PheWRKY11-2和PheWRKY50-1的功能研究
发布时间：2020-07-12 10:14
【摘要】：WRKY转录因子是植物特有的转录因子,通过调节激素、靶基因的活性等多种途径,参与植物的衰老、逆境胁迫响应等生理生化过程。本研究以毛竹(Phyllostachys edulis)为实验材料,运用定量PCR、酵母单杂交和转基因等方法,对4个WRKY基因进行相关的研究,初步探索WRKY基因在衰老、逆境胁迫和激素信号调控通路中发挥的作用。主要研究结果如下:1.基因克隆及序列分析从毛竹中克隆出4个WRKY基因,分别命名为PheWRKY1-1、PheWRKY11-2、PheWRKY50-1和PheWRKY76,c DNA序列长度分别为1686 bp、1023 bp、1023 bp和909bp。4个WRKY蛋白不含有信号肽、跨膜结构域,属于疏水性蛋白,均存在互作的蛋白;上游启动子区域含有与逆境胁迫和激素响应相关的作用元件;系统进化树分析和序列比对结果显示,这4个WRKY基因与单子叶物种进化关系更近,与双子叶物种进化关系较远。2.亚细胞定位表达载体,转化水稻原生质体,在激光共聚集显微镜下观察其表达位置,结果显示3个WRKY基因均在细胞核中表达。3.转录活性分析将PheWRKY1-1、PheWRKY11-2和PheWRKY50-1分别克隆到p GBKT7载体中,转化酵母,结果显示在酵母中PheWRKY50-1具备转录自激活活性,而PheWRKY1-1和PheWRKY11-2没有转录自激活活性。4.基因表达分析通过实时定量PCR实验对PheWRKY1-1、PheWRKY11-2、PheWRKY50-1和PheWRKY76基因的表达模式进行分析,结果表明,在不同的组织器官中,各个基因的表达模式存在明显的差异,PheWRKY1-1主要在根中表达,PheWRKY50-1集中在叶片中表达;在同株毛竹的叶片中,4个WRKY基因表达量在老叶中明显高于新叶,但随着整体植株的衰老基因表达量无明显变化趋势;在干旱胁迫下,PheWRKY1-1、PheWRKY11-2、PheWRKY50-1和PheWRKY76在茎中均呈现上调表达,同时PheWRKY50-1和PheWRKY76在叶片中有明显地上调表达,PheWRKY1-1和PheWRKY11-2在根部受到诱导表达量上调;在盐胁迫下,PheWRKY1-1、PheWRKY11-2、PheWRKY50-1和PheWRKY76基因表达量在根和茎中均呈现诱导上调;在不同激素(IAA、Me JA、ABA、SA)处理下,PheWRKY1-1、PheWRKY11-2和PheWRKY50-1基因均受到不同程度上调或下调表达。5.转化拟南芥将PheWRKY11-2和PheWRKY50-1基因通过农杆菌介导转化拟南芥,对转基因植株进行不同程度的干旱和盐胁迫处理,观察转基因植株的表型。转基因株系在根长、须根数量和整体长势等方面都优于野生型,植株抗性增强。
【学位授予单位】：中国林业科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S795.7
【图文】：
.3 技术路线通过查阅不同物种 WRKY 转录因子调控植物与逆境胁迫响应和衰老的相关文献关的实验进行毛竹的 WRKY 转录因子的研究，设计相关的研究技术路线：
PheWRKY1-1、PheWRKY11-2、PheWRKY50-1 和 PheWRKY76 基因 PCRtrophoresis of PCR product for PheWRKY1-1, PheWRKY11-2, PheWRKY50-1WRKY1-1 基因 PCR 产物电泳；B：PheWRKY11-2 基因 PCR 产物电泳；eWRKY50-1 基因 PCR 产物电泳；D：PheWRKY76 基因 PCR 产L2000，泳道 1、2：cDNA 为模板的 PCR 产物。 Electrophoresis of PCR product for PheWRKY1-1; B: the Electrophoresis of-2; C: the Electrophoresis of PCR product for PheWRKY50-1; D: the ElectrheWRKY76;2000; Lane 1, 2: the PCR product based on cDNA template.）的总数为 42。PheWRKY50-1 CDS 全长 1023 bp，编码 304 个氨 2 个内含子（图 3-2）， PheWRKY50-1 蛋白质相对分子质量为
3.2.2 蛋白结构分析PheWRKY1-1 含有的 561 个氨基酸中，271 个为随机卷曲，占 48.31%；172 个为 α螺旋，占 30.66%；84 个为延伸链，占 14.97%；34 个 β 转角，占 6.06 %。PheWRKY11-2蛋白含有的 340 个氨基酸中，176 个为随机卷曲，占 51.76%；79 个为 α 螺旋，占 23.24%；48 个为延伸链，占 14.12%；37 个 β 转角，占 10.88%。PheWRKY50-1 含有的 340 个氨基酸中，177 个为随机卷曲，占 52.06%；90 个为 α 螺旋，占 26.47%；51 个为延伸链，占 15.00%；22 个 β 转角，占 6.47 %。PheWRKY76 含有的 302 个氨基酸中，142 个为随机卷曲，占 47.02%；80 个为 α 螺旋，占 26.49%；54 个为延伸链，占 17.88%；26 个 β转角，占 8.61%（图 3-3）。蛋白质高级结构决定了蛋白质的功能，而其中的随机卷曲经常构成蛋白质活性部分和特异功能部位，PheWRKY1-1、PheWRKY11-2、PheWRKY50-1和 PheWRKY76 蛋白质随机卷曲的部分占比例较大，推测与蛋白质功能紧密相关。A
【学位授予单位】：中国林业科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S795.7
【图文】：
.3 技术路线通过查阅不同物种 WRKY 转录因子调控植物与逆境胁迫响应和衰老的相关文献关的实验进行毛竹的 WRKY 转录因子的研究，设计相关的研究技术路线：
PheWRKY1-1、PheWRKY11-2、PheWRKY50-1 和 PheWRKY76 基因 PCRtrophoresis of PCR product for PheWRKY1-1, PheWRKY11-2, PheWRKY50-1WRKY1-1 基因 PCR 产物电泳；B：PheWRKY11-2 基因 PCR 产物电泳；eWRKY50-1 基因 PCR 产物电泳；D：PheWRKY76 基因 PCR 产L2000，泳道 1、2：cDNA 为模板的 PCR 产物。 Electrophoresis of PCR product for PheWRKY1-1; B: the Electrophoresis of-2; C: the Electrophoresis of PCR product for PheWRKY50-1; D: the ElectrheWRKY76;2000; Lane 1, 2: the PCR product based on cDNA template.）的总数为 42。PheWRKY50-1 CDS 全长 1023 bp，编码 304 个氨 2 个内含子（图 3-2）， PheWRKY50-1 蛋白质相对分子质量为
3.2.2 蛋白结构分析PheWRKY1-1 含有的 561 个氨基酸中，271 个为随机卷曲，占 48.31%；172 个为 α螺旋，占 30.66%；84 个为延伸链，占 14.97%；34 个 β 转角，占 6.06 %。PheWRKY11-2蛋白含有的 340 个氨基酸中，176 个为随机卷曲，占 51.76%；79 个为 α 螺旋，占 23.24%；48 个为延伸链，占 14.12%；37 个 β 转角，占 10.88%。PheWRKY50-1 含有的 340 个氨基酸中，177 个为随机卷曲，占 52.06%；90 个为 α 螺旋，占 26.47%；51 个为延伸链，占 15.00%；22 个 β 转角，占 6.47 %。PheWRKY76 含有的 302 个氨基酸中，142 个为随机卷曲，占 47.02%；80 个为 α 螺旋，占 26.49%；54 个为延伸链，占 17.88%；26 个 β转角，占 8.61%（图 3-3）。蛋白质高级结构决定了蛋白质的功能，而其中的随机卷曲经常构成蛋白质活性部分和特异功能部位，PheWRKY1-1、PheWRKY11-2、PheWRKY50-1和 PheWRKY76 蛋白质随机卷曲的部分占比例较大，推测与蛋白质功能紧密相关。A
【参考文献】
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1 黄胜雄;刘永胜;;土豆WRKY转录因子家族的生物信息学分析[J];应用与环境生物学报;2013年02期
2 邹智;;蓖麻WRKY转录因子的全基因组鉴定及其进化分析[J];中国油料作物学报;2013年01期
3 于和平;侯和胜;;植物WRKY转录因子及其参与的ABA信号转导[J];天津农业科学;2012年06期
4 许瑞瑞;张世忠;曹慧;束怀瑞;;苹果WRKY转录因子家族基因生物信息学分析[J];园艺学报;2012年10期
5 张大鹏;;始于质体/叶绿体的ABA信号通路[J];植物学报;2011年04期
6 应叶青;郭t
本文编号：2751798
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiyingongcheng/2751798.html
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