甜橙CsCBF1调控ADC基因表达及腐胺合成的功能解析
发布时间：2020-10-16 02:09
柑橘是我国重要的水果,甜橙是最主要的栽培类型。低温是影响甜橙生产的重要环境因子,采用基因工程是提高抗寒性的一个可行手段,其前提是具备抗寒关键基因。甜橙全基因测序完成为阐明甜橙低温应答的机制、发掘和鉴定抗寒基因奠定了重要基础。多胺在植物逆境应答中发挥重要作用,ADC(精氨酸脱羧酶)是多胺合成的重要限速酶,CBFs是植物低温信号转导途径中重要的调控因子,但CBF是否调控ADC基因表达和多胺合成进而介导甜橙低温应答并不清楚。本研究以甜橙CBF与ADC为研究切入点,研究CBF调控低温下ADC基因表达及腐胺积累的功能,主要研究结果如下:1.CsCBFs能够响应多种非生物胁迫,包括低温、盐、ABA、脱水等,其中CsCBF1受低温诱导最明显。通过农杆菌介导的遗传转化获得了超表达CsCBF1的甜橙转基因系,同是利用病毒诱导的基因沉默技术(VIGS)获得了枳干涉PtrCBF1(CsCBF1同源基因)的干涉植株。2.对甜橙转基因系和枳VIGS系进行抗寒功能鉴定,低温处理之后,相对于野生型甜橙(WT),超表达CsCBF1的甜橙转基因系体内积累更少的过氧化氢,抗氧化酶活性更高,ADC表达量和内源腐胺含量均高于WT;相反,枳干涉系受低温伤害的表型比对照严重,积累的ROS更多,但腐胺含量则减少。3.对枳VIGS植株外源施加腐胺,甜橙转基因系则采用ADC抑制剂(Darginine)处理(均设置清水处理为对照组),随后进行低温处理。发现外源添加腐胺后,VIGS植株内源腐胺含量增加,低温处理后积累的过氧化氢比对照组少,而抗氧化酶活性增加,表明外源腐胺能够恢复VIGS植株的抗寒性。Darginine处理的植株耐寒性均不如对照组,超表达甜橙转基因系和WT叶片出现干枯和萎蔫,但抑制剂处理材料内源腐胺含量比对照低。4.凝胶电泳迁移实验表明CsCBF1和ADC启动子上的CCGAC元件能特异结合。综合以上结果,表明CsCBF1通过和ADC启动子上的CRT/ERF元件结合,调控ADC表达和腐胺合成,从而在低温应答中发挥作用。
【学位单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S666.4
【部分图文】：
图 1-1 多胺合成及分解代谢过程Figure 1-1 Polyamine biosynthesis and catabolism processes1.2.1.2 多胺的分解腐胺经过含铜的二胺氧化酶（diamine oxidase, DAO）催化后氧化脱氨形成H2O2、NH3和 4-氨基丁醛（4-aminobutanal）。而精胺和亚精胺则是在黄素蛋白多胺氧化酶（polyamine oxidase, PAO）的催化作用下生成 4-氨基丁醛 、1, 3-二氨基丙烷（1, 3-Diaminopropane, Dap）、4 -（3 -氨丙基）-氨基丁醛和过氧化氢。其中，精胺氧化酶也会参与到精胺和亚精胺的通路中（Wang et al 2001, Vujcic et al 2002,CerveIIi et al 2003）。1.2.2 多胺和植物逆境胁迫的响应
图 2-1 pBI121 载体示意图Figure 2-1 Schematic diagrams of vectors pBI121转化的重组质粒 pBI121- CsCBF1 转化到农杆菌菌株 G-80℃冰箱中的农杆菌感受态拿出放在冰上冻融 5 L的重组质粒，冰上反应 30 min。中快速冷冻 3 min。水浴锅中 5 min。0 L -1000 L 不含任何抗生素的 LB 液体培里振荡 5h。000 r/min 离心 1 min，弃上层清液 400 L，余下菌
先短暂升高，而后表达量下降，在处理 3 d 时候表达量趋3 除了在 12 h 的时候表达量有所降低之外，其他时间点表达量均略高于呈上升的趋势。CBF4 在 2 h 表达量降低，随 后有所上升，在 6 h 表达量呈下降的趋势，表达模式跟 ABA 处理类似呈波浪形。干旱处理后，CBF1 显著被诱导，并在 2 h 有所下降之后 6 h表达量达到有所下降但是仍然高于处理前的表达量。CBF2 在 2 h 的时候有一个迅速后又迅速降低，但是最终呈表达量上升的趋势。CBF3 先下降后缓慢上4 在 2 h同样有迅速上升的趋势而后又快速下降，与 0 h持平。总结来看，低温处理之下，CBF1、CBF2和 CBF3 均有不同程度的上升，1 表达量是其他基因的两倍左右。CBF2 和 CBF3 的表达量受到 ABA 处理CBF4 的诱导程度不如 CBF1 的高。CBF1 和 CBF2 在盐胁迫处理之下表制，但是 CBF1 受干旱诱导明显，分别是 CBF2、CBF3、CBF4 的 4倍、。
【相似文献】
本文编号：2842591
【学位单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S666.4
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图 1-1 多胺合成及分解代谢过程Figure 1-1 Polyamine biosynthesis and catabolism processes1.2.1.2 多胺的分解腐胺经过含铜的二胺氧化酶（diamine oxidase, DAO）催化后氧化脱氨形成H2O2、NH3和 4-氨基丁醛（4-aminobutanal）。而精胺和亚精胺则是在黄素蛋白多胺氧化酶（polyamine oxidase, PAO）的催化作用下生成 4-氨基丁醛 、1, 3-二氨基丙烷（1, 3-Diaminopropane, Dap）、4 -（3 -氨丙基）-氨基丁醛和过氧化氢。其中，精胺氧化酶也会参与到精胺和亚精胺的通路中（Wang et al 2001, Vujcic et al 2002,CerveIIi et al 2003）。1.2.2 多胺和植物逆境胁迫的响应
图 2-1 pBI121 载体示意图Figure 2-1 Schematic diagrams of vectors pBI121转化的重组质粒 pBI121- CsCBF1 转化到农杆菌菌株 G-80℃冰箱中的农杆菌感受态拿出放在冰上冻融 5 L的重组质粒，冰上反应 30 min。中快速冷冻 3 min。水浴锅中 5 min。0 L -1000 L 不含任何抗生素的 LB 液体培里振荡 5h。000 r/min 离心 1 min，弃上层清液 400 L，余下菌
先短暂升高，而后表达量下降，在处理 3 d 时候表达量趋3 除了在 12 h 的时候表达量有所降低之外，其他时间点表达量均略高于呈上升的趋势。CBF4 在 2 h 表达量降低，随 后有所上升，在 6 h 表达量呈下降的趋势，表达模式跟 ABA 处理类似呈波浪形。干旱处理后，CBF1 显著被诱导，并在 2 h 有所下降之后 6 h表达量达到有所下降但是仍然高于处理前的表达量。CBF2 在 2 h 的时候有一个迅速后又迅速降低，但是最终呈表达量上升的趋势。CBF3 先下降后缓慢上4 在 2 h同样有迅速上升的趋势而后又快速下降，与 0 h持平。总结来看，低温处理之下，CBF1、CBF2和 CBF3 均有不同程度的上升，1 表达量是其他基因的两倍左右。CBF2 和 CBF3 的表达量受到 ABA 处理CBF4 的诱导程度不如 CBF1 的高。CBF1 和 CBF2 在盐胁迫处理之下表制，但是 CBF1 受干旱诱导明显，分别是 CBF2、CBF3、CBF4 的 4倍、。
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本文编号：2842591
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