黄花苜蓿MfERF009和MfERF072基因功能的初步鉴定
发布时间：2022-01-09 23:02
黄花苜蓿（Medicago falcata）抗逆性强,是豆科牧草抗逆育种中重要的种质资源。ERF家族是在植物生长发育和逆境应答过程中起重要调控作用的转录因子,但ERF转录因子家族在培育苜蓿抗逆新品种中的应用价值还有待进一步挖掘。在课题组前期野生黄花苜蓿转录组数据分析的基础上克隆并分析了2个ERF家族逆境胁迫应答相关基因,取得以下主要结果:1.通过RT-PCR技术从黄花苜蓿中克隆得到了两条在植物应答逆境胁迫中起作用的基因,经生物信息学分析,它们是ERF基因家族的成员,分别命名为MfERF009（GeneBank No.MH817428）和MfERF072（GeneBank No.MN970144）。2.运用Gateway技术,以植物双元表达载体pKGWRR为基础载体分别构建了MfERF009和MfERF072的超表达载体、对照载体和tasiRNA干扰载体。3.通过发根农杆菌Arqua1介导的毛根转化法将MfERF009和MfERF072分别转入到截形苜蓿A17根组织中后模拟干旱、低温、盐和外源ABA胁迫处理。发现对MfERF009基因进行tasiRNA干扰后的植株在干旱胁迫和外源ABA处...
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
植物接受外界信号的传播网络[10]
内蒙古大学硕士学位论文12图1.2植物抗逆性获得的分子机制[15]Fig.1.2Molecularmechanismofplantresistanceacquisition[15]1.2.2植物抗寒机理的研究1.2.2.1寒冷对植物的影响植物的正常生长必需适宜的温度，只有适宜的温度才能保证植物规律的生理活动和有效的体内生化酶促反应，才能使植物进行正常的生长、发育和繁殖。在低温环境下，植物细胞往往会因为膜的硬化而导致细胞骨架重新排列，从而使钙离子通过钙通道进入细胞质引起一系列的应激通路，最终引起植物表型的变化[16]。1.2.2.2Ca2+调控的植物应答寒冷胁迫钙离子信号通路在植物应对寒冷的反应中起着至关重要的作用。植物接受到的寒冷信号随后被钙离子结合蛋白接收，然后将冷信号传递给后面的通路[17]。COLD1,基因编码的蛋白质定位到质膜和内质网,导致蛋白α亚基启动鸟苷三磷酸酶(GTPase)信号传播通路激活G蛋白调节因子1(RhoGTPaseActivatingprotein,RGA1）。COLD1/RGA1是一种潜在的钙渗透通道，缺乏COLD1会影响水稻中钙(Ca2+)信号与冷应激的反应[18]。同时，植物色素也参与植物对寒冷和高温的反应过程，主要的光感受器PhyB控制着拟南芥在低温和高温(HT)胁迫下的生长。
内蒙古大学硕士学位论文15图1.3高浓度Na+下植物激活的SOS信号通路[30]Fig.1.3SOSsignalingpathwaysofplantsunderhighNa+[30]1.2.5ABA在植物抗逆过程中的作用1.2.5.1ABA在植物应对非生物胁迫时的作用植物在逆境下，特别是受到干旱胁迫时，体内的脱落酸、乙烯等含量明显增高[32]。ABA（abscisicacid）属于类异戊二烯[33]，ABA的合成发生在质体中[34]，异戊基-ABA的C5前体异戊烯焦磷酸（IPP）由DXP（D-xylulose-5-phosphate）在细胞质中行成[35]。黄养素在从细胞质到脂质体的运输过程中经过脱落醛、黄氧酸或脱落醇三部转化成ABA[36]。ABA在调节气孔关闭的同时，可以抑制植物生长相关的基因和激活抗逆相关基因的表达。实验表明ABA为了帮助植物度过逆境，可以促使植物气孔关闭、蒸腾减孝降低植物表观的生长速率。一旦植物在外界信号的刺激下产生并积累大量的ABA，便会激活ABA相关的信号通路。级联放大的信号会进一步诱导H2O2有关的防御系统，最终达到增强植物抗氧化性能的作用[37]。1.2.5.2ABA诱导的信号通路植物已经进化出不同的机制来应对盐和干旱胁迫，包括生理生化水平和基因表达水平[37]。植物必须具备感知外部刺激并对转录组重新编程能力来激活或抑制与压力相关的基因表达[38]。其中激素系统，特别是脱落酸(ABA)，在植物的非生物胁迫反应和信号转导中起着重要的作用[39-41]。现有研究表明拟南芥中ABA的信号转导通路一般是通过ABA与RCARs/PYR1/PYLs（PyracbactinResistance/Pyracbactinresistance-like/RegulatoryComponentofABA
【参考文献】：
期刊论文
[1]中间锦鸡儿WRKY75基因对拟南芥耐受盐和ABA能力的影响[J]. 万永青,毛铭铢,万东莉,柳金华,王光霞,李国婧,王瑞刚. 西北植物学报. 2018(01)
[2]一种基于农杆菌介导的拟南芥瞬时转化技术优化[J]. 郭勇,王玉成,王智博. 东北林业大学学报. 2016(06)
[3]植物干旱胁迫适应机制研究进展[J]. 李洁. 广东农业科学. 2014(19)
[4]中国五大粮食主产区农业抗旱能力综合评价[J]. 康蕾,张红旗. 资源科学. 2014(03)
[5]我国苜蓿产业亟待振兴[J]. 孙启忠,玉柱,徐春城. 草业科学. 2012(02)
[6]紫花苜蓿耐盐种质资源的遗传多样性分析[J]. 姜健,杨宝灵,夏彤,于淑梅,乌云娜. 草业学报. 2011(05)
[7]11个国外紫花苜蓿新品种的生产适应性比较研究[J]. 王洁琼. 湖南农业科学. 2011(15)
[8]植物响应干旱的生理机制研究进展[J]. 李智元,刘锦春. 西藏科技. 2009(11)
[9]农杆菌渗入法介导的基因瞬时表达技术及应用[J]. 邱礽,陶刚,李奇科,邱又彬,刘作易. 分子植物育种. 2009(05)
[10]植物对干旱胁迫的生理生态响应及其研究进展[J]. 赵雅静,翁伯琦,王义祥,徐国忠. 福建稻麦科技. 2009(02)
博士论文
[1]紫花苜蓿总黄酮的提取、纯化及其抗氧化活性研究[D]. 荆常亮.中国农业科学院 2016
硕士论文
[1]紫花苜蓿化学成分及其黄酮成分影响因子的研究[D]. 徐文燕.中国协和医科大学 2007
本文编号：3579600
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
植物接受外界信号的传播网络[10]
内蒙古大学硕士学位论文12图1.2植物抗逆性获得的分子机制[15]Fig.1.2Molecularmechanismofplantresistanceacquisition[15]1.2.2植物抗寒机理的研究1.2.2.1寒冷对植物的影响植物的正常生长必需适宜的温度，只有适宜的温度才能保证植物规律的生理活动和有效的体内生化酶促反应，才能使植物进行正常的生长、发育和繁殖。在低温环境下，植物细胞往往会因为膜的硬化而导致细胞骨架重新排列，从而使钙离子通过钙通道进入细胞质引起一系列的应激通路，最终引起植物表型的变化[16]。1.2.2.2Ca2+调控的植物应答寒冷胁迫钙离子信号通路在植物应对寒冷的反应中起着至关重要的作用。植物接受到的寒冷信号随后被钙离子结合蛋白接收，然后将冷信号传递给后面的通路[17]。COLD1,基因编码的蛋白质定位到质膜和内质网,导致蛋白α亚基启动鸟苷三磷酸酶(GTPase)信号传播通路激活G蛋白调节因子1(RhoGTPaseActivatingprotein,RGA1）。COLD1/RGA1是一种潜在的钙渗透通道，缺乏COLD1会影响水稻中钙(Ca2+)信号与冷应激的反应[18]。同时，植物色素也参与植物对寒冷和高温的反应过程，主要的光感受器PhyB控制着拟南芥在低温和高温(HT)胁迫下的生长。
内蒙古大学硕士学位论文15图1.3高浓度Na+下植物激活的SOS信号通路[30]Fig.1.3SOSsignalingpathwaysofplantsunderhighNa+[30]1.2.5ABA在植物抗逆过程中的作用1.2.5.1ABA在植物应对非生物胁迫时的作用植物在逆境下，特别是受到干旱胁迫时，体内的脱落酸、乙烯等含量明显增高[32]。ABA（abscisicacid）属于类异戊二烯[33]，ABA的合成发生在质体中[34]，异戊基-ABA的C5前体异戊烯焦磷酸（IPP）由DXP（D-xylulose-5-phosphate）在细胞质中行成[35]。黄养素在从细胞质到脂质体的运输过程中经过脱落醛、黄氧酸或脱落醇三部转化成ABA[36]。ABA在调节气孔关闭的同时，可以抑制植物生长相关的基因和激活抗逆相关基因的表达。实验表明ABA为了帮助植物度过逆境，可以促使植物气孔关闭、蒸腾减孝降低植物表观的生长速率。一旦植物在外界信号的刺激下产生并积累大量的ABA，便会激活ABA相关的信号通路。级联放大的信号会进一步诱导H2O2有关的防御系统，最终达到增强植物抗氧化性能的作用[37]。1.2.5.2ABA诱导的信号通路植物已经进化出不同的机制来应对盐和干旱胁迫，包括生理生化水平和基因表达水平[37]。植物必须具备感知外部刺激并对转录组重新编程能力来激活或抑制与压力相关的基因表达[38]。其中激素系统，特别是脱落酸(ABA)，在植物的非生物胁迫反应和信号转导中起着重要的作用[39-41]。现有研究表明拟南芥中ABA的信号转导通路一般是通过ABA与RCARs/PYR1/PYLs（PyracbactinResistance/Pyracbactinresistance-like/RegulatoryComponentofABA
【参考文献】：
期刊论文
[1]中间锦鸡儿WRKY75基因对拟南芥耐受盐和ABA能力的影响[J]. 万永青,毛铭铢,万东莉,柳金华,王光霞,李国婧,王瑞刚. 西北植物学报. 2018(01)
[2]一种基于农杆菌介导的拟南芥瞬时转化技术优化[J]. 郭勇,王玉成,王智博. 东北林业大学学报. 2016(06)
[3]植物干旱胁迫适应机制研究进展[J]. 李洁. 广东农业科学. 2014(19)
[4]中国五大粮食主产区农业抗旱能力综合评价[J]. 康蕾,张红旗. 资源科学. 2014(03)
[5]我国苜蓿产业亟待振兴[J]. 孙启忠,玉柱,徐春城. 草业科学. 2012(02)
[6]紫花苜蓿耐盐种质资源的遗传多样性分析[J]. 姜健,杨宝灵,夏彤,于淑梅,乌云娜. 草业学报. 2011(05)
[7]11个国外紫花苜蓿新品种的生产适应性比较研究[J]. 王洁琼. 湖南农业科学. 2011(15)
[8]植物响应干旱的生理机制研究进展[J]. 李智元,刘锦春. 西藏科技. 2009(11)
[9]农杆菌渗入法介导的基因瞬时表达技术及应用[J]. 邱礽,陶刚,李奇科,邱又彬,刘作易. 分子植物育种. 2009(05)
[10]植物对干旱胁迫的生理生态响应及其研究进展[J]. 赵雅静,翁伯琦,王义祥,徐国忠. 福建稻麦科技. 2009(02)
博士论文
[1]紫花苜蓿总黄酮的提取、纯化及其抗氧化活性研究[D]. 荆常亮.中国农业科学院 2016
硕士论文
[1]紫花苜蓿化学成分及其黄酮成分影响因子的研究[D]. 徐文燕.中国协和医科大学 2007
本文编号：3579600
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