菠菜HsfA1和HsfBs基因的功能研究

发布时间：2020-07-24 13:59

【摘要】：菠菜(Spinacia oleracea L.)属耐寒蔬菜,营养生长适宜的温度为15-20℃,25℃以上生长不良,产量低品质差,甚至于死亡。植物在受到热胁迫时,会产生一系列从细胞到生理水平的反应。这一系列的反应会受到多基因调控。在这些基因中,热激转录因子是主要的调节因子,在胁迫反应中它们不断激活并将信号传递和放大,调控下游基因的表达。通过全基因组检索分析,菠菜共鉴定出16个SoHsfs家族全长基因,其中A类8个,B类6个和C类1个,并已克隆了各基因的编码区全长,预测了SoHsfs蛋白的生物学功能。对SoHsfs基因的具体抗逆功能尚未有研究报道。本研究通过实时定量RT-PCR分析,SoHsfB1、SoHsfB2.1、SoHsfB2.2和SoHsfA1基因在菠菜各组织中均有表达;SoHsfB1、SoHsfB2.1、SoHsfB2.2和SoHsfA1基因均可受高温诱导而表达水平升高,尤其B类热激转录因子SoHsfB1、SoHsfB2.1、SoHsfB2.2在高温胁迫后表达水平大幅提高。利用INVScl(pYES2)酵母表达系统对重组酵母进行盐、碱、重金属、氧化和干旱胁迫等非生物胁迫处理,分析发现SoHsfB1、SoHsfB2.1、SoHsfB2.2和SoHsfA1基因均能不同程度的提高重组酵母的抗非生物胁迫能力。其中SoHsfB1基因表达不仅能提高重组酵母的耐盐性和耐碱(Na_2CO_3)性,还增强了抗氧化胁迫以及抗重金属(CuSO_4)胁迫能力;相较其它处理,转SoHsfA1酵母的耐碱(NaHCO_3)和干旱胁迫能力更强;转SoHsfB2.1和转SoHsfB2.2基因酵母在抵抗重金属(CdCl_2)胁迫下所表现的抗性最强。同时将上述基因组成型过表达于拟南芥(Columbia),通过对各转基因拟南芥株系的抗逆(高温、盐、碱、重金属和干旱胁迫)功能分析显示,过表达SoHsfB1、SoHsfB2.1、SoHsfB2.2和SoHsfA1基因参与了转基因拟南芥萌发过程中对非生物胁迫的应答,提高了转基因拟南芥萌发过程中对非生物胁迫的耐受能力,以及转基因拟南芥幼苗的耐高温能力。本研究为进一步深入的研究菠菜耐热机理奠定基础,为菠菜耐热分子辅助育种提供理论支持。
【学位授予单位】：上海师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S636.1
【图文】：

热激,高温胁迫,疏水,植物

图 1.1 植物热激响应通路（2）高温胁迫影响蛋白质的稳定性，使蛋白质疏水残基暴露，影响蛋白质的定性，进而可能触发未折叠蛋白反应（UPR Unfolded protein response）响应径，就目前发现而言，在植物体内已发现两条UPR响应途径，分别为细胞质和

基序,菠菜

菠菜SoHsfs基因的保守基序motif

序列,菠菜,进化树,热激

菠菜SoHsfs基因的进化树

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