番茄转录因子SlbZIP6在高温胁迫下的功能研究

发布时间：2020-03-29 23:43

【摘要】：植物生长发育常常受到干旱、高温、低温和盐碱等非生物胁迫的影响,是农作物产量与品质的主要制约因素之一。研究植物对逆境的应答机制,提高植物对环境胁迫的抗性,已成为植物学研究的热点之一。近年来,对于植物抗逆性分子机制的研究中,在低温、干旱、盐胁迫等方面研究较多,而高温胁迫相关方面的研究相对较少,主要集中在高温相关的功能蛋白基因和调控蛋白基因。因此,解析番茄的抗高温分子机制,系统深入地研究抗高温相关基因在高温胁迫条件下的表达与调控,可以为番茄抗高温新品种的培育奠定一定的分子基础,为通过基因工程手段提高番茄的抗高温性开辟新途径,同时也为其它农作物的抗旱分子育种和品种改良提供基因资源。通过前期的基因芯片筛选及生物信息学分析,发现了一个番茄bZIP转录因子SlbZIP6参与非生物胁迫反应。本研究在AC~(++)番茄中克隆得到SlbZIP6,以其为研究对象,研究SlbZIP6基因在番茄高温胁迫过程中的功能。主要研究结果如下:1.以番茄叶片cDNA作为模板,通过PCR得到约1365bp大小的目的片段,成功克隆得到SlbZIP6。生物信息学表明SlbZIP6转录因子编码454个氨基酸,预测分子式为C_(2057)H_(3335)N_(625)O_(705)S_(16),分子量为48.61kD。SlbZIP6蛋白不具信号肽序列,不具有跨膜结构域,定位于细胞核中。聚类分析结果表明SlbZIP6蛋白与辣椒CaCPRF2、烟草NtCPRF2、大豆GmHBF-1具有较高的同源性。2.通过对AC~(++)施用外源激素和各种非生物胁迫处理,利用qRT-PCR分析SlbZIP6基因在外源激素和各种非生物胁迫处理下不同组织和部位的表达情况。结果表明:在高温、干旱和盐处理等逆境处理下,SlbZIP6基因在AC~(++)中有表现为明显的上调表达的趋势。在ABA处理下,SlbZIP6基因在AC~(++)中迅速响应表达;在SA处理下,SlbZIP6基因的表达在后期有明显的上调表达趋势;在SlbZIP6基因表达基本不受GA、JA和乙烯处理的影响。3.成功构建含有SlbZIP6的超量表达载体和RNAi沉默表达载体,采用农杆菌介导的遗传转化方法,成功将超表达载体中的SlbZIP6超表达基因导入番茄基因组中,获得了超表达的转SlbZIP6基因番茄植株;同时将RNAi沉默表达载体中SlbZIP6干扰基因转入番茄,获得抑制表达的转基因番茄植株。4.将转SlbZIP6基因番茄植株和野生型AC~(++)番茄同时高温处理,结果表明超表达SlbZIP6降低了番茄对高温的耐受力。高温胁迫后的生理生化研究结果表明,超表达植株在高温处理后积累了较少的脯氨酸与野生型AC~(++)番茄相比,而丙二醛含量的积累比AC~(++)番茄显著增加,另外,超表达植株的相对电导率也有显著的提高。5.通过分析SlbZIP6超量表达和野生型AC~(++)番茄中的高温相关基因可知,相对野生型对照而言,发现在超表达植株中HsfA2、HsfB1、Hsp90、Hsp100的转录水平下调,SOD和APX的表达量增加,AREB1、PP2C2、NCED和TAS14基因的表达量下降,表明SlbZIP6可能通过调控这些基因的表达来调控植物的耐热分子机制。
【图文】：

基因扩增,克隆载体

4 结果与分析4 结果与分析 SlbZIP6 基因的扩增茄叶片 cDNA 作为模板，使用引物 P800/P801，利R Max DNA 聚合酶通过 PCR 扩增得到 PCR 产物，由凝5bp 大小的片段，如图 4.1 所示。将克隆得到的目的unt 克隆载体连接，用通用引物 M13F/M13R，，挑取单菌落。PCR 产物进行凝胶电泳检测，结果显示下图 4.2，扩增得。将阳性单克隆送至华大基因测序，测序结果与目的片段功的克隆了基因 SlbZIP6 并连接到 pEASY-Blunt 克隆载体

序列,基因测序,克隆载体,基因扩增

将阳性单克隆送至华大基因测序，测序结果与目的片段序列一致（图4.3），成功的克隆了基因 SlbZIP6 并连接到 pEASY-Blunt 克隆载体。图 4.1 SlbZIP6 基因扩增结果M: BM2000+ DNA Marker；泳道 1 和 2：PCR 扩增产物Fig. 4.1 Amplification of SlbZIP6 geneM: BM2000+ DNA Marker；Lanes1-2：PCR products
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S641.2

【参考文献】