番茄TPR基因对逆境胁迫响应及SlTPR4互作蛋白研究

发布时间：2020-09-24 21:45

　　 番茄(Solanum lycopersicum)作为一种大众喜爱的蔬菜,具有丰富的营养价值和药用价值。番茄富含维生素和多种微量元素,长期食用能有效预防血管老化并显著降低癌症发病几率。在长期进化过程中,番茄具备了一定抗逆境能力,但当外界不良环境条件超过了番茄植株的耐受限度时则会影响番茄的生长发育。在遭受到真菌、细菌、病原菌等生物胁迫时,番茄植株产生枯萎、坏死以及腐烂等症状。在遭受高温、低温、干旱、高盐等非生物胁迫时,番茄植株产生黄化、萎蔫及矮化等症状。TPR(Tetratricopeptide repeat)基因是一类含有TPR保守基序的基因家族,该基因广泛参与细胞周期调控、基因表达、蛋白质转运、有丝分裂、蛋白质折叠、类固醇受体功能、RNA剪切、转录抑制、蛋白质降解及应激胁迫等生物进程。研究发现TPR基因在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中主要参与高温响应及生长发育过程,小麦(Triticum aestivum L)TPR基因在响应低温及高盐胁迫等逆境中发挥重要作用。但番茄中关于TPR基因的研究还未见报道。为了研究番茄TPR基因在逆境胁迫下的功能,我们对TPR基因家族展开了以下研究。本研究结果如下:(1)本研究以番茄基因组数据为基础,利用生物信息学手段鉴定出26个TPR基因家族成员,并对番茄TPR基因进行亚细胞定位、系统进化、保守基序、组织表达以及GO分析。亚细胞定位分析表明,TPR蛋白主要分布于细胞质,少数定位于外膜及周质中;保守基序分析表明,多数番茄TPR基因具有相同的保守基序;组织表达分析显示,番茄TPR基因家族成员在不同发育时期及组织中表达量存在差异,这表明TPR基因的功能具有多样性;另外,番茄TPR基因家族成员能够响应多种生物及非生物胁迫,但其响应机制还需进一步研究。GO分析说明番茄TPR蛋白具有分子伴侣功能并与植物信号传递有关。(2)利用qRT-PCR技术检测生物胁迫(灰霉)以及非生物胁迫(ABA、干旱、盐、创伤)下番茄TPR基因家族各成员的表达量。结果表明,番茄TPR家族成员对各种生物胁迫和非生物胁迫均有不同程度的响应,其中SlTPR2、SlTPR4基因在不同胁迫下变化显著。(3)利用VIGS技术对番茄幼苗中SlTPR2、SlTPR4基因分别进行沉默,测定沉默组与对照组在生物胁迫和非生物胁迫下的超氧化物歧化酶、过氧化物酶、多酚氧化酶、抗坏血酸氧化酶含量,结果表明SlTPR2、SlTPR4沉默植株抗逆境能力下降。(4)本研究利用蛋白互作分析预测出SlTPR4能够与编码ATP合酶CF1的α亚基(atpA)存在互作。并进一步利用酵母双杂交以及pull down试验证明二者之间存在相互作用,以上研究结果将为进一步探究TPR介导的抗病防卫反应的分子机制提供了理论基础。
【学位单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S641.2

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本文编号：2826319