番茄SlMYB102基因的克隆及耐盐功能的初步鉴定

发布时间：2020-10-27 20:37

　　 番茄(Solanum lycopersicum L.)是深受人们喜爱的一种世界性蔬菜,具有很高的营养价值和经济价值。我国是目前世界上番茄产量最大的国家,因此,实现番茄的优质、高效生产至关重要。在实际生产中,各种非生物胁迫严重影响番茄的品质和产量,尤其是盐胁迫。MYB转录因子是植物中最重要的一类转录因子,研究表明,其时空表达存在特异性,广泛参与调节植物的众多生长发育进程和抗逆性。本研究克隆了番茄中一个响应非生物胁迫的R2R3MYB基因SlMYB102,并对其进行功能验证,具体结果如下:生物信息学分析表明,SlMYB102编码362个氨基酸残基;预测蛋白质分子量为41.522kD;等电点为5.60;疏水性平均值为-0.746,表明S1MYB102属于亲水性蛋白;不稳定系数为41.10,表明S1MYB102蛋白可能为不稳定蛋白;二级结构预测显示该蛋白包含16.9%的a螺旋,0.6%的β折叠,82.6%的无规则卷曲;定位于细胞核中;具有转录激活活性。利用实时荧光定量PCR检测了SlMYB102基因在根、茎、叶、花、果中的表达量,结果显示该基因在检测的各组织中都有表达,但在茎、叶、花中表达量较高,表明SlMKB102可能在茎、叶、花中起作用。为了验证S1MYB102的功能,采用农杆菌介导的番茄遗传转化方法将构建的SlMYB102基因的过表达载体转入矮生番茄Micro-Tom中,通过PCR验证得到3个转基因株系。利用实时荧光定量PCR检测转基因株系的表达量,挑选出过表达倍数显著的2个株系,命名为OE-1和OE-2,用以进行后续实验。种子萌发速率试验结果显示,OE株系种子的萌发显著快于WT,表明SlMYY102参与调控种子的萌发。测量并统计WT和OE株系在幼苗期及出现第一朵花序时期的株高,结果发现OE植株的高度显著低于WT,说明过表达SlMYY102基因影响番茄株商。为了验证SlMYY102在盐胁迫抗性中的作用,首先检测了 NaCl胁迫处理不同时间WT和OE植株中SlMYB102以及盐胁迫响应信号转导途径相关基因的表达量。结果发现,NaCl胁迫处理24h后,OE株系中所有被检测基因的转录水平均高于WT,进一步证明SlMYB102参与了盐胁迫响应。与未处理的对照株系的株高相比,NaCl胁迫处理下,WT和OE株系在幼苗时期植株高度均降低,但是比较OE与WT植株高度未见显著性差异,说明过表达SlMYB102可以减少NaCl胁迫对番茄幼苗生长的影响。盐处理10天后检测WT和OE植株中脯氨酸和抗氧化酶活性,发现OE植株中脯氨酸含量以及POD、CAT、SOD酶活性均高于WT,说明过表达SlMKB102能够在一定程度上提高番茄的耐盐性。本研究结果表明,过表达番茄R2R3MYB基因SlMYB102能够提高植株对于NaCl胁迫的抗性,为番茄耐盐品种的培育提供了一定的理论基础。
【学位单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：S641.2
【文章目录】：
缩略词对照表
中文摘要
Abstract
1 前言
    1.1 研究目的和意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 盐胁迫响应机制研究进展
        1.2.2 植物耐盐性研究进展
        1.2.3 MYB转录因子研究进展
    1.3 基因功能研究方法——反向遗传学
    1.4 主要实验内容及技术路线
2 材料与方法
    2.1 试验材料
        2.1.1 植物材料
        2.1.2 菌株及质粒
        2.1.3 试剂及设备
        2.1.4 培养基的配制
    2.2 试验方法
        2.2.1 SlMYB102基因的生物信息学分析
        2.2.2 SlMYB102基因的组织表达特异性检测
        2.2.3 SlMYB102过表达载体的构建
        2.2.4 SlMYB102基因的遗传转化及转基因验证
        2.2.5 NaCl胁迫对野生型番茄和转基因番茄的生理特性的影响
        2.2.6 SlMYB102酵母双杂交自激活验证
3 结果与分析
    3.1 SlMYB102基因的克隆
    3.2 SlMYB102基因的生物信息学分析
        3.2.1 SlMYB102蛋白的一级结构
        3.2.2 SlMYB102蛋白的二级结构
        3.2.3 SlMYB102蛋白的三级结构
        3.2.4 SlMYB102蛋白与其他R2R3MYB蛋白的进化关系分析
        3.2.5 SlMYB102蛋白的亚细胞定位
        3.2.6 SlMYB102基因组织表达分析
    3.3 SlMYB102基因过表达载体的构建及遗传转化
        3.3.1 SlMYB102基因过表达载体的构建
        3.3.2 SlMYB102基因的遗传转化
        3.3.3 SlMYB102过表达植株转基因验证
        3.3.4 SlMYB102过表达株系表达量检测
    3.4 SlMYB102过表达株系表型初步观察
        3.4.1 过表达SlMYB102提高了种子萌发速率
        3.4.2 过表达SlMYB102影响植株高度
        3.4.3 SlMYB102过表达株系的花、果外观与WT相比无显著变化
    3.5 过表达SlMYB102增强了番茄植株的耐盐性
        3.5.1 NaCl胁迫下SlMYB102及盐胁迫响应信号转导途径相关基因表达量分析
        3.5.2 转基因株系不同组织中SlMYB102表达量检测
        3.5.3 NaCl胁迫对WT和过表达株系幼苗的影响
        3.5.4 NaCl对WT及转基因植株生理特性的影响
    3.6 SlMYB102具有转录激活活性
4 讨论
    4.1 SlMYB102定位于细胞核中是其功能实现的基础
    4.2 SlMYB102的组织表达特性分析
    4.3 野生型与转基因番茄株高差异分析
    4.4 SlMYB102可能参与了番茄中多个盐胁迫响应信号转导通路
5 结论
参考文献
附录
致谢

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 侯晓婉;胡伟;徐碧玉;张鲁斌;金志强;;巴西蕉2个ERF转录因子基因的克隆及功能研究[J];果树学报;2017年07期

2 彭浩然;潘琪;魏周玲;蒲运丹;张永至;吴根土;青玲;孙现超;;番茄抗性相关基因SlHin1的克隆、表达与抗病毒功能[J];中国农业科学;2017年07期

3 杨华丽;蔡韡韡;吕恃衡;徐世荣;余磊;潘腾飞;潘东明;;‘红肉蜜柚’CmMYB330基因的分离与表达分析[J];果树学报;2017年03期

4 冯盼盼;陈鹏;洪文杰;赵小英;刘选明;;拟南芥MYB转录因子家族研究进展[J];生命科学研究;2016年06期

5 杨占武;杨君;张艳;吴金华;李志坤;王省芬;吴立强;张桂寅;马峙英;;棉花GbRvd的亚细胞定位及其超表达烟草抗病性分析[J];中国农业科学;2016年21期

6 聂腾坤;赵琳;李文滨;丁福全;李敏敏;杨雪;张可欣;孙晶哲;杜海龙;;大豆GmGBP1基因对转基因烟草幼苗耐热性的影响[J];农业生物技术学报;2016年03期

7 徐杰;高水平;史国安;范丙友;;芍药FPPS基因的克隆及生物信息学分析[J];中草药;2016年04期

8 Junfeng Huang;Feng Chen;Siyu Wu;Juan Li;Wenliang Xu;;Cotton GhMYB7 is predominantly expressed in developing fibers and regulates secondary cell wall biosynthesis in transgenic Arabidopsis[J];Science China(Life Sciences);2016年02期

9 王利民;黄东风;林琼;李昱;栗方亮;何春梅;张青;;番茄作物抗盐性研究进展[J];福建农业学报;2015年10期

10 张岩;许兴;朱永兴;关雅静;;ABA响应植物盐胁迫的机制研究进展[J];中国农学通报;2015年24期

相关博士学位论文 前2条

1 孙德智;盐胁迫下番茄幼苗对外源水杨酸、一氧化氮应答的光合生理研究[D];沈阳农业大学;2016年

2 李铁求;前列腺癌转移相关基因的生物信息学分析及功能预测[D];南方医科大学;2014年

相关硕士学位论文 前9条

1 王绍娴;外源谷胱甘肽对番茄体内抗氧化系统的影响[D];东北农业大学;2016年

2 刘朝霞;土壤干旱胁迫对番茄根系生长、气孔特性及保护酶活性的影响[D];南京信息工程大学;2016年

3 刘展;苹果HMGR1基因克隆及在番茄中的功能分析[D];山东农业大学;2016年

4 郭云平;NaCl胁迫对西瓜幼苗的影响及腐植酸的缓解效应[D];山东农业大学;2016年

5 封叶;番茄SlMADS23-like基因的克隆及功能研究[D];重庆大学;2016年

6 谢冰心;拟南芥SPO11基因的生物信息学分析[D];郑州大学;2014年

7 万春美;番茄VKOR基因的克隆、生物信息学分析及功能初步研究[D];山东农业大学;2013年

8 林峰;拟南芥磷脂酶Dα1/磷脂酸和微管结合蛋白MAP65-1介导微管响应盐胁迫的研究[D];南京农业大学;2013年

9 童辉;等渗Ca（NO_3）_2和NaCl胁迫对黄瓜幼苗伤害机理的研究[D];南京农业大学;2012年

本文编号：2859029