苹果NPR1基因家族的全基因组鉴定与表达分析

发布时间：2017-06-09 07:05

  本文关键词：苹果NPR1基因家族的全基因组鉴定与表达分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：苹果(Malus domestica Borkh.)是世界上重要的水果之一,我国是苹果生产大国,栽培面积和产量均居世界第一。苹果全基因组测序的完成为在基因组水平上鉴定苹果的优良农艺性状、抗逆(病)相关基因提供了重要资料。NPR1(nonexpressor of PR gene)基因在植物的系统获得性抗性(systemic acquired Resistance,SAR)响应中起关键的调节作用,受水杨酸或病原诱导能激活下游PR1基因的表达。本研究用blast方法从苹果基因组中鉴定出苹果NPR1基因家族的所有成员,并运用多重序列比对、系统进化分析、外显子-内含子结构分析等方法推定NPR1家族基因的功能和进化关系。利用实时荧光定量qRT-PCR技术探究了苹果NPR1基因家族在不同组织器官中的表达模式以及在接种病原菌和SA、MeJA后NPR1基因在抗病性不同的苹果品种中的表达变化。获得的主要结果如下:1.从苹果基因组中共鉴定出8个NPR1同源基因,分别命名为MdNPR1~MdNPR8,长度在490~590个氨基酸之间,定位于7条不同的染色体上。2.从‘秦冠’和‘太平洋玫瑰’两个广谱抗病性不同的品种中分别克隆了8个NPR1基因的cDNA序列,其中4个基因MdNPR1、MdNPR2、MdNPR4、MdNPR5存在不同形式的可变剪切现象。MdNPR2基因在两个品种中序列存在多样性,而其余的NPR1家族基因在两个品种中的序列无差异。3.与拟南芥中NPR1蛋白序列的比对分析表明,苹果NPR1家族都含有保守的BTB/POZ、ankyrin repeat结构域,均有保守的Cys82、Cys150、Cys155、Cys160半胱氨酸残基,只有MdNPR1有保守的Cys216。进化分析表明苹果NPR1基因被分为3个亚族,与拟南芥NPR1的分类结果相同,但各亚家族苹果NPR1基因数量不同(第I组1个成员,第II组5个,第III组2个)。基因结构分析显示苹果NPR1与拟南芥的有相同的内含子-外显子结构。4.苹果NPR1基因家族有不同的组织特异性表达模式。其中,MdNPR1在叶片和果肉中表达量较高;MdNPR2、MdNPR3、MdNPR5在果皮中表达量最高,而MdNPR4、MdNPR7、MdNPR8在花中表达量最高,这表明NPR1基因家族在不同组织器官中表达模式的多样性,在生长发育的不同阶段具有不同的功能。5.在广谱抗病性不同的苹果品种‘秦冠’和‘太平洋玫瑰’中NPR1基因表达受外源SA,MeJA诱导。在这两个广谱抗病性不同苹果品种中,多数NPR1家族基因响应SA、MeJA的处理,但某些基因响应时间和程度有明显差异。6.在感病苹果品种‘太平洋玫瑰’和高抗野生种山定子中接种苹果褐斑病菌后,苹果NPR1家族基因的表达变化。其中,接种后6~48 h,MdNPR1在两个种中表达趋势相反;而接种后48 h,MdNPR2、MdNPR6的表达在两个种中有显著差异。这说明其中某些NPR1基因家族成员与苹果对褐斑病的抗病性差异有关。
【关键词】：苹果 NPR1 抗病性 基因表达 SAR
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S661.1
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 文献综述11-18
• 1.1 引言11
• 1.2 植物的免疫系统及抗病性研究11-13
• 1.2.1 植物的免疫系统11-12
• 1.2.2 植物的系统获得性抗性12
• 1.2.3 植物的诱导系统抗性12-13
• 1.3 NPR1基因家族的研究进展13-17
• 1.3.1 NPR1基因的发现13
• 1.3.2 NPR1基因家族的结构13-14
• 1.3.3 NPR1基因功能研究进展14
• 1.3.4 NPR1基因的作用机理14-15
• 1.3.5 NPR1基因家族其它成员功能研究进展15-17
• 1.4 基因的可变剪接17
• 1.5 本研究的目的和意义17-18
• 第二章 材料与方法18-24
• 2.1 材料18-19
• 2.1.1 植物材料18
• 2.1.2 菌株与载体18
• 2.1.3 主要试剂18
• 2.1.4 引物合成及测序18-19
• 2.2 方法19-24
• 2.2.1 苹果NPR1基因家族的搜索与注释19
• 2.2.2 苹果NPR1基因家族克隆19-21
• 2.2.3 序列分析21-22
• 2.2.4 苹果NPR1基因家族的表达分析22
• 2.2.5 MdNPR1基因的亚细胞定位22-24
• 第三章 结果与分析24-37
• 3.1 苹果NPR1基因家族的系统鉴定及克隆24-26
• 3.1.1 苹果NPR1基因的鉴定与同源性分析24-26
• 3.1.2 ‘秦冠’与‘太平洋玫瑰’中NPR1基因家族的克隆26
• 3.2 苹果NPR1基因家族的生物信息学分析26-29
• 3.2.1 序列比对26-27
• 3.2.2 不同物种NPR1基因家族的系统发育分析27-28
• 3.2.3 苹果NPR1基因的内含子-外显子结构及其可变剪接分析28-29
• 3.3 苹果NPR1基因家族表达分析29-36
• 3.3.1 苹果NPR1基因家族在不同组织器官中的表达分析29-31
• 3.3.2 苹果NPR1基因家族响应SA，MeJA诱导表达分析31-34
• 3.3.3 苹果NPR1基因家族在接种苹果褐斑病后表达分析34-36
• 3.4 MdNPR1基因的亚细胞定位36-37
• 第四章 讨论37-40
• 4.1 苹果NPR1基因家族的扩增与进化37
• 4.2 苹果NPR1基因家族序列多样性及其可变剪切37-38
• 4.3 苹果NPR1基因家族的功能及与抗病性的关系38-40
• 第五章 结论40-41
• 参考文献41-45
• 附件45-54
• 致谢54-55
• 作者简介55

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王作江;早熟苹果品种萌引种观察[J];山西果树;2000年04期

2 班全斗;介绍两个早中熟苹果品种[J];山西果树;2000年04期

3 谢丙寅;苹果品种藤牧1号早期优质丰产栽培技术[J];中国果树;2001年05期

4 翟衡,李富军,左方梅,周文志;加工苹果品种简介[J];中国果树;2001年06期

5 周广彬,姜广国,翟瑞良,史效臣,孙其明;早熟苹果品种美国八号引种简介[J];落叶果树;2001年01期

6 ;早中熟苹果品种——珊夏[J];山东林业科技;2001年01期

7 王彦章,刘建德;苹果贴字增值技术[J];河北林果研究;2002年02期

8 刘延杰;我国寒地苹果品种的选育[J];北方园艺;2003年02期

9 红文;加工型苹果品种[J];中国农村小康科技;2003年08期

10 时振义;六月红(6-25)特早熟苹果[J];新农业;2003年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 周莎莎;戴洪义;;不同苹果品种果汁褐变相关因素的研究[A];2008园艺学进展（第八辑）——中国园艺学会第八届青年学术讨论会暨现代园艺论坛论文集[C];2008年

2 渠慎春;吕东;章镇;;苹果抗病虫基因研究进展(综述)[A];第二届全国果树分子生物学学术研讨会论文集[C];2009年

3 王先芸;王继波;袁义军;;沂源苹果优质高产的气象条件分析[A];山东气象学会2010年优秀学术论文评选活动优秀论文集[C];2010年

4 王同坤;于凤鸣;张新忠;冯书琴;李红星;;苹果品种的过氧化物酶同工酶[A];中国园艺学会首届青年学术讨论会论文集[C];1994年

5 常有宏;蔺经;;苹果采后渗钙[A];中国科协第3届青年学术年会园艺学卫星会议暨中国园艺学会第2届青年学术讨论会论文集[C];1998年

6 刘桂森;李淑洁;;苹果品种杂交亲和力的测定[A];河北省果树学会1978年度学术年会论文选编[C];1978年

7 赵彦生;;3种不同液肥在苹果上的应用效果[A];全面建设小康社会——中国科协二○○三年学术年会农林水论文精选[C];2003年

8 郝淑英;;关于提高苹果生产效益的几点建议[A];全国第二次设施果树学术讨论会论文汇编[C];2005年

9 王少敏;隋曙光;;山东省苹果生产现状与发展对策[A];“提高农业综合生产能力”论文集[C];2005年

10 郭文川;郭康权;朱新华;;介电特性在番茄和苹果品种识别中的应用[A];农业机械化与新农村建设——中国农业机械学会2006年学术年会论文集（下册）[C];2006年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 本报记者 左卫东 实习记者 吴磊;国内外苹果品种荟萃阿克苏[N];阿克苏日报;2007年

2 本报记者　胡雁冰 见习记者 张剑;丰收苹果堆满院落愁坏果农[N];石家庄日报;2006年

3 刘强;果茶产业提升 苹果出口先行[N];农民日报;2003年

4 本报记者 赵广飞;陕西为丰产苹果拓销路[N];农民日报;2009年

5 本报记者 李小华;苹果高价背后潜藏高风险[N];大连日报;2010年

6 山东省惠民县皂户李乡报道组 赵洪森;苹果美术技巧[N];山西科技报;2001年

7 记者 韩勋;你敢种酸苹果吗？[N];西安日报;2000年

8 中国农业科学院郑州果树研究所副研究员 阎振立;选择苹果品种应注意的几个问题[N];河南科技报;2012年

9 沙河市侯峪山林开发有限公司 张孟山;长富苹果采后要早管[N];河北科技报;2014年

10 顾纲;苹果出口 标准先行[N];今日信息报;2003年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 王志军;苹果信息化管理数学模型及专业信息服务系统构建[D];山东农业大学;2014年

2 张燕子;不同苹果糖酸组成及苹果酸转运体功能研究[D];西北农林科技大学;2010年

3 周万怀;苹果近红外光谱数据库系统关键算法研究及原型系统开发[D];浙江大学;2014年

4 梁东;苹果山梨醇代谢相关基因的分子特性研究[D];西北农林科技大学;2010年

5 马玉华;逆境胁迫对苹果抗坏血酸代谢相关酶活性及基因表达的影响[D];西北农林科技大学;2008年

6 赵增锋;苹果病虫害种类、地域分布及主要病虫害发生趋势研究[D];河北农业大学;2012年

7 刘丙花;苹果资源苗期水分利用效率的评价和高效用水的生理机制及其调控研究[D];西北农林科技大学;2012年

8 张雪梅;不同苹果品种S基因交互作用的分子及生理学研究[D];河北农业大学;2009年

9 马海军;用电学参数标志苹果采后病害和机械损伤响应机制的研究[D];西北农林科技大学;2010年

10 刘智新;基于量子算法的苹果及PCD相关蛋白亚细胞定位体系研究[D];山东农业大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 包涛;万荣县苹果产业发展研究[D];山西农业大学;2015年

2 张春香;苹果营养钵大苗繁育技术研究[D];西北农林科技大学;2015年

3 张伯虎;苹果新育品种‘瑞阳’、‘瑞雪’综合性状评价[D];西北农林科技大学;2015年

4 陈柳依;陕西消费者购买苹果行为及其对苹果品质特征偏好的调查[D];宁夏大学;2015年

5 徐建华;苹果已知抗病位点基因型鉴定和褐斑病接种诱导的转录组分析[D];西北农林科技大学;2015年

6 刘凤丽;苹果MdFKs基因的表达分析与原核表达[D];西北农林科技大学;2015年

7 郑伟;套餐施肥对渭北红富士苹果生长发育及果园土壤肥力的影响[D];西北农林科技大学;2015年

8 胡凌云;苹果茎尖超低温保存与脱毒研究[D];西北农林科技大学;2015年

9 王瑞华;陕西省苹果营销渠道优化研究[D];西北农林科技大学;2015年

10 王向斌;陕西省苹果市场影响因素分析[D];西北农林科技大学;2015年

  本文关键词：苹果NPR1基因家族的全基因组鉴定与表达分析，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：434646