紫花苜蓿MsSOS3基因的克隆及其功能研究

发布时间：2017-04-07 15:14

  本文关键词：紫花苜蓿MsSOS3基因的克隆及其功能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：土壤盐碱化是影响农业生产的重要环境因素之一,如何提高作物对盐碱胁迫的耐受能力日渐成为作物遗传育种领域的热点问题。SOS途径主要由SOS1、SOS2和SOS3组成,在植物受到盐碱胁迫时,引发Ca2+信号通路,SOS通路被激活,SOS3结合Ca2+被激活与激酶SOS2形成SOS2-SOS3复合物,并激活下游钠离子转运蛋白SOS1的活性,将钠离子排除胞外,从而调控细胞内离子的平衡。本研究从紫花苜蓿中克隆SOS基因家族成员MsSOS3,并将该基因转入模式植物烟草中,分析MsSOS3基因在植物抗盐碱方面的功能,为研究植物抗盐碱机制提供理论依据,并为紫花苜蓿遗传育种贮备优异基因资源。主要研究结果如下:1.MsSOS3基因的克隆与序列分析根据盐碱胁迫下紫花苜蓿转录组测序序列信息设计克隆引物,通过RT-PCR方法克隆获得MsSOS3基因。该基因全长684 bp,编码227个氨基酸。Blast比对结果显示,MsSOS3与Mt SOS3(Medicago truncatula)和AtSOS3(Arabidopsis thaliana)高度相似,为SOS3同源基因,含有3个保守的EF-hind结构域,属于CBL家族。2.MsSOS3基因对烟草的遗传转化将MsSOS3基因插入含有CaMV35S启动子和筛选基因Bar基因的表达载体pCBM中,并命名为pCBM-MsSOS3。通过农杆菌介导法将MsSOS3基因导入烟草中,对筛选出的抗性植株进行PCR和qRT-PCR检测,结果表明,筛选获得的植株中,9个阳性株系获得了MsSOS3的过表达,其中4号、62号和75号株系中目的基因的表达量最高。3.MsSOS3转基因烟草的耐盐碱性分析对转基因烟草进行盐和盐碱胁迫处理,分析调查转基因烟草的生长情况。在胁迫处理下,转基因植株的叶片仍保持绿色,而野生型植株明显白化。在盐碱胁迫下,转基因烟草的相对电导率、丙二醛、超氧阴离子和过氧化氢含量明显低于野生型,转基因烟草的叶绿素、可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸含量以及抗氧化酶(SOD、CAT、POD)活性均大幅高于野生型,转基因烟草积累了更高的钾离子,可以维持较高的K+/Na+。综合实验结果表明MsSOS3基因的过表达可以提高转基因烟草对盐碱胁迫的耐受能力。
【关键词】：紫花苜蓿 盐碱胁迫 MsSOS3基因 转基因烟草
【学位授予单位】：哈尔滨师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：Q943.2;S541.9
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 引言9
• 1.2 盐碱胁迫对植物的伤害9-11
• 1.2.1 盐碱胁迫对植物的影响9-10
• 1.2.2 盐碱胁迫对植物生理的影响10-11
• 1.3 植物耐盐碱机理11-12
• 1.3.1 渗透调节11
• 1.3.2 保护体系11-12
• 1.3.3 无机离子区域化12
• 1.4 SOS信号通路在植物抗盐碱中的作用12-13
• 1.5 植物抗逆基因工程13-15
• 1.6 本研究的目的和意义15-16
• 1.7 本研究的技术路线16-17
• 第2章 紫花苜蓿MsSOS3基因的克隆及序列分析17-33
• 2.1 引言17
• 2.2 实验材料和方法17-26
• 2.2.1 实验材料17-21
• 2.2.2 实验方法21-26
• 2.3 实验结果与分析26-32
• 2.3.1 MsSOS3基因的克隆26-27
• 2.3.2 pMD18T-MsSOS3克隆载体的构建27-28
• 2.3.3 MsSOS3基因序列的生物信息学分析28-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第3章 MsSOS3基因对烟草的遗传转化33-44
• 3.1 引言33
• 3.2 实验材料33-34
• 3.2.1 实验材料33
• 3.2.2 实验仪器与药品33-34
• 3.3 实验方法34-38
• 3.3.1 MsSOS3基因植物表达载体的构建34-36
• 3.3.2 烟草的遗传转化36-37
• 3.3.3 转MsSOS3基因烟草的分子生物学检测37-38
• 3.4 实验结果与分析38-43
• 3.4.1 植物表达载体pCBM-MsSOS3的构建38-40
• 3.4.2 农杆菌转化检测40-41
• 3.4.3 MsSOS3基因对烟草的遗传转化41-42
• 3.4.4 转基因烟草的PCR检测42
• 3.4.5 转基因烟草的qRT-PCR检测42-43
• 3.5 本章小结43-44
• 第4章 转MsSOS3基因烟草的耐盐碱性分析44-64
• 4.1 引言44
• 4.2 实验材料和方法44-50
• 4.2.1 实验材料44
• 4.2.2 实验方法44-50
• 4.2.3 数据处理50
• 4.3 实验结果与分析50-63
• 4.3.1 转基因烟草的耐盐性分析50-56
• 4.3.2 转基因烟草的耐盐碱性分析56-63
• 4.4 本章小结63-64
• 第5章 讨论64-68
• 5.1 SOS3基因在盐碱胁迫下的特异响应64
• 5.2 MsSOS3的生物信息学分析和遗传转化64-65
• 5.3 转基因烟草在胁迫条件下的生理生化分析65-68
• 结论68-69
• 参考文献69-75
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文75-76
• 致谢76-77

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1 张军;紫花苜蓿MsSOS3基因的克隆及其功能研究[D];哈尔滨师范大学;2016年

  本文关键词：紫花苜蓿MsSOS3基因的克隆及其功能研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：290722