GmWRKY20基因的表达特性及功能研究

发布时间：2017-09-02 02:05

  本文关键词：GmWRKY20基因的表达特性及功能研究

  更多相关文章： 大豆 GmWRKY20基因 早花 耐旱

【摘要】：非生物胁迫是影响作物减产的重要因素之一。大豆(Glycine max L.Merr)是世界上重要的油料作物和经济作物。大豆中富含蛋白、油脂和多种人体所必需的游离氨基酸,是世界公认的优良农作物,在世界各国都有大面积栽培。虽然野生大豆对不利生态环境具有较好的耐受性,但经世代筛选的栽培大豆对逆境的耐受性远不及野生大豆。在前期的研究中我们从野生大豆中克隆了Gs WRKY20基因,在拟南芥中的研究表明:GsWRKY20基因过表达植株能有效提高对干旱胁迫的耐受性,并伴有早花现象。但上述结论是采用异源表达的方法得出,无法做到准确认知该基因的功能和深入研究其作用的分子机制。GmWRKY20是Gs WRKY20在栽培大豆中的同源基因,核苷酸序列相似性达到99%。因此,本研究以栽培大豆的GmWRKY20基因为研究对象,以多个大豆品种为材料,研究GmWRKY20基因表达特性,及其与大豆始花期、光周期的关系。采用农杆菌介导侵染大豆子叶节法,将GmWRKY20基因分别转化到早熟大豆东农50和晚熟大豆Jack、Williams82中,研究GmWRKY20基因对大豆始花期的影响。并以GmWRKY20基因过量表达大豆为实验材料,研究GmWRKY20基因的耐旱功能及其生理机制。本论文获得的主要研究结果如下:(1)GmWRKY20基因在不同栽培品种间的表达没有显著差异;在大豆的整个生育期中该基因仅在大豆发育的特定阶段上调表达,其上调表达后大豆进入始花期;GmWRKY20基因主要在叶片中表达,且不受光周期影响;但GmWRKY20基因受到多种非生物胁迫的诱导表达。(2)获得转化GmWRKY20基因大豆新材11份,其中受体为东农50的有WD8、WD14、WD15,受体为Jack的有MJ-1、MJ-2、MJ-3、MJ-4、MJ-5,受体为Williams82的有WW3、WW5、WW6。(3)GmWRKY20基因能促使转基因大豆的花期提前。(4)GmWRKY20基因能提高大豆的耐旱性,其作用的生理机制是:GmWRKY20基因通过提高抗氧化酶系统能力,改善了细胞膜系统的稳定性;通过减少气孔密度、改变叶片储水比例分配增加叶片的保水能力;通过增强根系活力,加大了根系对水分的吸收能力。从而提高植物耐旱性。
【关键词】：大豆 GmWRKY20基因 早花 耐旱
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S565.1;Q943.2
【目录】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 1 引言11-19
• 1.1 植物抗逆的产生及研究的分子基础11-12
• 1.1.1 植物抗逆的产生11-12
• 1.1.2 植物抗逆的分子基础12
• 1.2 植物逆境胁迫的研究进展12-13
• 1.2.1 ABA信号通路的研究进展12-13
• 1.2.2 ROS的清除机制13
• 1.3 WRKY家族13-15
• 1.4 WRKY家族成员的功能15-18
• 1.4.1 对种子萌发的调控15
• 1.4.2 对代谢的调控15-16
• 1.4.3 对植物衰老的调控16
• 1.4.4 对植物形态建成的调控16
• 1.4.5 对生物胁迫的调控16-17
• 1.4.6 对非生物胁迫的调控17-18
• 1.5 WRKY20基因的研究进展18
• 1.6 本研究的目的与意义18-19
• 2 材料与方法19-26
• 2.1 实验材料19-21
• 2.1.1 大豆材料19
• 2.1.2 菌株和质粒19
• 2.1.3 PCR引物19
• 2.1.4 酶与生化试剂19-20
• 2.1.5 培养基20
• 2.1.6 主要仪器和设备20-21
• 2.2 试验方法21-26
• 2.2.1 大豆种植21
• 2.2.2 农杆菌感受态制备与转化21-22
• 2.2.3 大豆农杆菌介导子叶节法转化流程22
• 2.2.4 2×CTAB 法提取植物总DNA22-23
• 2.2.5 Trizol小量提取植物总RNA23
• 2.2.6 转基因大豆分子检测23-24
• 2.2.7 大豆生理指标测定24-26
• 3 结果与分析26-41
• 3.1 大豆GmWRKY20基因表达特性研究26-31
• 3.1.1 GmWRKY20基因组织表达特性26
• 3.1.2 大豆品种间GmWRKY20基因表达特性26-28
• 3.1.3 光周期对GmWRKY20基因表达的影响28-29
• 3.1.4 大豆生长发育中GmWRKY20基因表达特性29-30
• 3.1.5 非生物逆境胁迫对GmWRKY20基因表达的影响30-31
• 3.2 GmWRKY20基因过表达大豆材料获得31-34
• 3.2.1 GmWRKY20基因对大豆的遗传转化31
• 3.2.2 转GmWRKY20基因T0代PCR检测31-32
• 3.2.3 转GmWRKY20基因T1代植株Real-time PCR检测32-34
• 3.3 GmWRKY20基因过表达大豆植株基因功能研究34-41
• 3.3.1 GmWRKY20基因调控大豆始花期研究34
• 3.3.2 GmWRKY20基因调控大豆耐旱性研究34-41
• 4 讨论41-43
• 4.1 GmWRKY20基因具有调控大豆始花期的功能41
• 4.2 GmWRKY20基因具有调控大豆耐旱性的功能41-43
• 5 结论43-44
• 致谢44-45
• 参考文献45-54
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文54

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本文编号：775723