脱水胁迫诱导大豆生长素相关基因功能验证
发布时间：2021-11-14 09:01
大豆是我国重要的粮食作物和油料作物,其种植区域广泛,但各种植地区都易受到干旱影响。干旱是造成农作物减产幅度最大的非生物胁迫因素,提高作物的抗旱能力,是缓解水资源紧张,保障农业长久稳定发展的有效途径。生长素对植物生长发育具有重要的调节作用,近年研究发现生长素相关基因在植物中过表达或沉默可改变植物对逆境的适应能力。本研究在前期运用Illumina/solexa高通量测序技术对大豆耐旱品种晋豆21和干旱敏感品种中豆33进行脱水胁迫响应的数字基因表达谱分析,在此基础上,本文的主要研究结果如下:1.从耐旱品种晋豆21与干旱敏感品种中豆33的表达谱数据中筛选获得10个存在表达差异的生长素相关候选基因,完成了10个生长素相关候选基因的克隆,植物超量表达载体的构建及拟南芥遗传转化试验,获得了10个候选基因的转基因株系。在10个候选基因中9个基因编码区序列均与williams 82一致,1个候选基因15k（Glyma15g15010.1）编码区序列同williams 82相应基因存在1个单碱基差异,该基因编码区序列全长1785bp,氨基酸位点在第373处有差异（williams82中为脯氨酸,晋豆21则...
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
逆境胁迫相关转录因子调控网络（Shinozakietal.,2007）
ormanly et al., 2010）。色氨酸依赖途径在不同植物中有不同的子途径，目前有四酸为前体物质合成 IAA，分别是：吲哚-3-乙酰胺途径（IAM）、吲哚-3-丙酮酸途径径（TAM）、吲哚-3-乙醛肟（IAOX）途径（Pollmann et al., 2009; Normanly et al.,生长素在不同植物中进化上的保守性分析发现 IAM 或 TAM 是植物中普遍合成 赖色氨酸途径的不同子途径在植物中的生长素合成途径如图 1.2。
诱导上调表达。水稻 OsGH3.13 激活突变体表现抗旱能力增加，而 T-DNA 插入突变迫的敏感性提高（Zhang et al., 2009）。YUCCA 家族是生长素合成中的限速酶，水稻族基因 OsCOW1 突变会导致水稻对水分的敏感性增加，过表达 YUCCA 家族基因会旱性增强（Woo et al., 2007）。生长素转运受体蛋白参与植物对干旱的响应，过表转基因水稻中 OsDREB2A 和 OsAP37 的表达上调并且抗旱性增加，ZIFL1 蛋白是 M家族成员，是一种依靠质子梯度提供能量的次级转运蛋白，它在干旱和极性运输中性剪接形成两种形式的基因产物（ZIF1.1、ZIF1.3），ZIF1.1 定位在根系细胞的液泡F1.3 定位在气孔保卫细胞的质膜上，过表达 ZIF1.3 会使得气孔关闭较多，植株的抗Remy et al., 2013）。miRNA 也参与植物的逆境胁迫，Kinoshita 等（2012）发现渗透167a/b 和它的前体 pri-miR167a 的积累量都下降，其靶基因 IAR3（IAA-Ala 水解酶），而 iar3 突变体表现对干旱高度敏感（Kinoshita et al., 2012）。素在干旱条件下具有显著的调控作用，内源生长素的增加和外源施加生长素都可以抗旱性。生长素可以诱导干旱相关基因的上调表达（RAB18、RD22、RD29A、RD29B等），并且可以通过提升活性氧清除系统的能力来维持植物体内 ROS 的平衡，生长过影响根系结构、ABA 信号交叉途径响应基因的表达等来提高植物的抗旱性。生长的途径总结如图 1.3。
【参考文献】：
期刊论文
[1]NAC转录因子在植物非生物胁迫相关抗性中的作用[J]. 蔡英杰,张雨,刘彧,田忠平,周蕴薇. 北方园艺. 2015(23)
[2]中国大豆市场分析与未来10年展望[J]. 殷瑞锋,徐雪高,李登旺,赵将. 农业展望. 2015(05)
[3]作物耐旱基因的表达特性及遗传工程研究[J]. 马艺文,李亮,王楠,王振萍,姜立雁,郝转芳,王振华. 中国农业科技导报. 2015(02)
[4]一个大豆脱水胁迫响应的bHLH类转录因子的克隆及功能分析[J]. 陈李淼,沙爱华,张婵娟,单志慧,张晓娟,陈水莲,朱晓玲,刘宝红,祁琳,周新安,李文滨. 中国油料作物学报. 2013(06)
[5]植物生长素极性运输及调控机制的研究进展[J]. 郑元,周安佩,刘玉鲲,何承忠. 云南农业大学学报(自然科学). 2013(06)
[6]植物胚胎发育晚期丰富蛋白的结构与功能[J]. 周丽,姬向楠,何非,潘秋红,段长青. 热带生物学报. 2012(02)
[7]转晚期胚胎发生丰富蛋白（LEA）基因棉花及抗旱性分析[J]. 裴金玲,杨红兰,李春平,张大伟,李小双,蔡明,张道远. 分子植物育种. 2012(03)
[8]植物NAC转录因子的种类、特征及功能[J]. 李伟,韩蕾,钱永强,孙振元. 应用与环境生物学报. 2011(04)
[9]海藻糖的特性及其在植物抗逆中的应用[J]. 李金花,张春艳,刘浩,李永春. 江西农业学报. 2011(06)
[10]大豆品种资源抗旱性鉴定指标及方法[J]. 张小虎,刘学义. 山西农业科学. 2011(02)
博士论文
[1]甘蔗脯氨酸积累与△1-吡咯啉-5-羧酸合成酶（ScP5CS）基因克隆及转化研究[D]. 黄诚梅.广西大学 2007
硕士论文
[1]基于电化学生物传感器测定植物激素IAA的研究[D]. 黄乐宁.湖南农业大学 2011
[2]转蔗糖：蔗糖-1-果糖基转移酶基因甘蔗的抗旱性研究[D]. 武媛丽.海南大学 2011
本文编号：3494349
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
逆境胁迫相关转录因子调控网络（Shinozakietal.,2007）
ormanly et al., 2010）。色氨酸依赖途径在不同植物中有不同的子途径，目前有四酸为前体物质合成 IAA，分别是：吲哚-3-乙酰胺途径（IAM）、吲哚-3-丙酮酸途径径（TAM）、吲哚-3-乙醛肟（IAOX）途径（Pollmann et al., 2009; Normanly et al.,生长素在不同植物中进化上的保守性分析发现 IAM 或 TAM 是植物中普遍合成 赖色氨酸途径的不同子途径在植物中的生长素合成途径如图 1.2。
诱导上调表达。水稻 OsGH3.13 激活突变体表现抗旱能力增加，而 T-DNA 插入突变迫的敏感性提高（Zhang et al., 2009）。YUCCA 家族是生长素合成中的限速酶，水稻族基因 OsCOW1 突变会导致水稻对水分的敏感性增加，过表达 YUCCA 家族基因会旱性增强（Woo et al., 2007）。生长素转运受体蛋白参与植物对干旱的响应，过表转基因水稻中 OsDREB2A 和 OsAP37 的表达上调并且抗旱性增加，ZIFL1 蛋白是 M家族成员，是一种依靠质子梯度提供能量的次级转运蛋白，它在干旱和极性运输中性剪接形成两种形式的基因产物（ZIF1.1、ZIF1.3），ZIF1.1 定位在根系细胞的液泡F1.3 定位在气孔保卫细胞的质膜上，过表达 ZIF1.3 会使得气孔关闭较多，植株的抗Remy et al., 2013）。miRNA 也参与植物的逆境胁迫，Kinoshita 等（2012）发现渗透167a/b 和它的前体 pri-miR167a 的积累量都下降，其靶基因 IAR3（IAA-Ala 水解酶），而 iar3 突变体表现对干旱高度敏感（Kinoshita et al., 2012）。素在干旱条件下具有显著的调控作用，内源生长素的增加和外源施加生长素都可以抗旱性。生长素可以诱导干旱相关基因的上调表达（RAB18、RD22、RD29A、RD29B等），并且可以通过提升活性氧清除系统的能力来维持植物体内 ROS 的平衡，生长过影响根系结构、ABA 信号交叉途径响应基因的表达等来提高植物的抗旱性。生长的途径总结如图 1.3。
【参考文献】：
期刊论文
[1]NAC转录因子在植物非生物胁迫相关抗性中的作用[J]. 蔡英杰,张雨,刘彧,田忠平,周蕴薇. 北方园艺. 2015(23)
[2]中国大豆市场分析与未来10年展望[J]. 殷瑞锋,徐雪高,李登旺,赵将. 农业展望. 2015(05)
[3]作物耐旱基因的表达特性及遗传工程研究[J]. 马艺文,李亮,王楠,王振萍,姜立雁,郝转芳,王振华. 中国农业科技导报. 2015(02)
[4]一个大豆脱水胁迫响应的bHLH类转录因子的克隆及功能分析[J]. 陈李淼,沙爱华,张婵娟,单志慧,张晓娟,陈水莲,朱晓玲,刘宝红,祁琳,周新安,李文滨. 中国油料作物学报. 2013(06)
[5]植物生长素极性运输及调控机制的研究进展[J]. 郑元,周安佩,刘玉鲲,何承忠. 云南农业大学学报(自然科学). 2013(06)
[6]植物胚胎发育晚期丰富蛋白的结构与功能[J]. 周丽,姬向楠,何非,潘秋红,段长青. 热带生物学报. 2012(02)
[7]转晚期胚胎发生丰富蛋白（LEA）基因棉花及抗旱性分析[J]. 裴金玲,杨红兰,李春平,张大伟,李小双,蔡明,张道远. 分子植物育种. 2012(03)
[8]植物NAC转录因子的种类、特征及功能[J]. 李伟,韩蕾,钱永强,孙振元. 应用与环境生物学报. 2011(04)
[9]海藻糖的特性及其在植物抗逆中的应用[J]. 李金花,张春艳,刘浩,李永春. 江西农业学报. 2011(06)
[10]大豆品种资源抗旱性鉴定指标及方法[J]. 张小虎,刘学义. 山西农业科学. 2011(02)
博士论文
[1]甘蔗脯氨酸积累与△1-吡咯啉-5-羧酸合成酶（ScP5CS）基因克隆及转化研究[D]. 黄诚梅.广西大学 2007
硕士论文
[1]基于电化学生物传感器测定植物激素IAA的研究[D]. 黄乐宁.湖南农业大学 2011
[2]转蔗糖：蔗糖-1-果糖基转移酶基因甘蔗的抗旱性研究[D]. 武媛丽.海南大学 2011
本文编号：3494349
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