梨PbSPMS基因转拟南芥植株的功能与抗逆性分析
发布时间：2020-11-10 03:44
为了研究‘砀山酥梨’(Pyrus bretshneideri cv.Dangshansuli)果皮中精胺合成酶(Spermine synthase,SPMS)基因PbSPMS在梨果皮木栓质形成过程中的作用,本文以野生型拟南芥为试材,将梨PbSPMS基因载体构建成功后导入拟南芥,收获T_0代种子,经过抗性筛选及DNA检测鉴定、纯化获得PbSPMS基因转拟南芥的纯合株系。本试验通过对转基因植株结构观察、各项生理指标测定、差异性表达分析以及在非生物胁迫下PbSPMS转基因拟南芥的根长、多胺(腐胺、精胺和亚精胺)含量的变化、相关抗性生理指标测定和差异性表达的影响,分析了PbSPMS基因的功能作用以及在逆境胁迫下的抗性,主要试验结果如下:(1)PbSPMS转拟南芥株系与野生型的茎段横切面结构及种子纵切面结构有一定的差异:转基因株系的相对维管束面积均较大于野生型,且木质部中导管、管胞次生加厚的细胞壁较厚于野生型。同时,转基因株系韧皮部左右均有3~4层排列较为紧密的束间纤维细胞与之连接,且较为明显,而野生型则排列较为疏松,且不明显;在种子纵切面中转基因株系的胚根明显壮于野生型。(2)PbSPMS转拟南芥株系中多胺含量、H_2O_2含量、木栓质总含量、酚类物质含量,均高于野生型,结果表明,过表达PbSPMS基因可提高内源多胺含量,从而会代谢出较多的H_2O_2与酚类物质发生交连聚合栓质化,从而形成较多的木栓质。PbSPMS基因在拟南芥根、茎、叶、种中的表达有一定的组织差异性,PbSPMS基因在PbSPMS-1株系的根、茎、叶、种中均过表达;PbSPMS-3株系除种组织以外,在根、茎、叶各组织中均是过表达;而PbSPMS-2只在叶组织中过表达。(3)PbSPMS转拟南芥株系在不同浓度非生物胁迫下的根长显著高于野生型,且达到差异显著性;同时与野生型的根系相比,PbSPMS转拟南芥株系须根个数较多,根系较为发达。在盐胁迫及干旱胁迫过程中,多胺含量变化趋势总体上呈先升后降、再升,且其含量均高于野生型拟南芥。在低温胁迫中除胁迫24 h时有所差异外,其转基因株系多胺含量仍均高于野生型拟南芥。非生物胁迫下PbSPMS转拟南芥株系内的Pro、H_2O_2、POD及可溶性糖含量,在整体上,尤其是在胁迫48 h时仍高于野生型。PbSPMS基因在在盐胁迫过程中PbSPMS转基因株系的表达量在胁迫24 h时开始高于野生型,胁迫延长至48 h时,其表达量显著高于野生型;干旱胁迫下,PbSPMS-1、PbSPMS-3的表达量一直显著高于野生型,整体上呈先降后升的变化趋势而PbSPMS-2的表达量则一直与野生型无差异;在低温胁迫下,PbSPMS-1、PbSPMS-3的表达量一直显著高于野生型,而PbSPMS-2的表达量则一直与野生型无差异,直到胁迫48 h时,显著高于野生型。
【学位单位】：安徽农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：S661.2
【部分图文】：
插图和附表清单编号 插图标题 页码图1-1 植物中多胺生物合成与降解途径 1图2-1 技术路线 7表3-1 多胺标准品在确定的分离条件下的回归分析 12表3-2 酚类物质标准品在确定的分离条件下的回归分析 12表3-3 荧光定量 PCR 扩增所需要的引物及其序列 13图4-1 梨PbSPMS基因蛋白与其他物种蛋白的?
物种的相关基因蛋白进行系统进化树分析。图 4-1 显示，梨中 SPMS 基因和苹果MdSPMS 基因的亲缘关系较近，同源性为 95%。图4-1 梨PbSPMS基因蛋白与其他物种蛋白的系统进化树分析注：0.01为步长值；分支节点数值为自举支持率Fig. 4-1 Phylogenetic tree of PbSPMS in Pyrus and previously reported proteinNote: footstep is 0.01; Bootstrap values are shown on the left of each clade.4.2 梨 PbSPMS 转基因拟南芥的获得与鉴定采用农杆菌介导法侵染拟南芥花序，得到拟南芥 T0代种子，种子干燥消毒后撒播于 1/2 MS 培养基（培养基中加入 50 mg/mL 的卡那抗生素）平板上，得到了多株抗卡那植株。从中挑选出长势良好的幼苗 13 株，转至营养基质正常栽培管理，待叶
提取基因组 DNA，利用 pBI121-SPMS 的特异引物 PCR 检的鉴定（图 4-2）。由图 4-2 可知，13 株卡那抗性拟南芥均为转基基因植株后，进行正常栽培管理，待成熟时收集种子，随后进行种化。如图 4-3 所示，将野生型拟南芥与转基因植株的种子撒播于抗型拟南芥发芽后在生长发育过程中自然黄化死亡，转化成功的转基抗性苗，否则仍会黄花死亡。由图 4-3 可以看出，转基因拟南芥株全板成活，说明 PbSPMS 转基因拟南芥已纯合。
【相似文献】
本文编号：2877428
【学位单位】：安徽农业大学
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插图和附表清单编号 插图标题 页码图1-1 植物中多胺生物合成与降解途径 1图2-1 技术路线 7表3-1 多胺标准品在确定的分离条件下的回归分析 12表3-2 酚类物质标准品在确定的分离条件下的回归分析 12表3-3 荧光定量 PCR 扩增所需要的引物及其序列 13图4-1 梨PbSPMS基因蛋白与其他物种蛋白的?
物种的相关基因蛋白进行系统进化树分析。图 4-1 显示，梨中 SPMS 基因和苹果MdSPMS 基因的亲缘关系较近，同源性为 95%。图4-1 梨PbSPMS基因蛋白与其他物种蛋白的系统进化树分析注：0.01为步长值；分支节点数值为自举支持率Fig. 4-1 Phylogenetic tree of PbSPMS in Pyrus and previously reported proteinNote: footstep is 0.01; Bootstrap values are shown on the left of each clade.4.2 梨 PbSPMS 转基因拟南芥的获得与鉴定采用农杆菌介导法侵染拟南芥花序，得到拟南芥 T0代种子，种子干燥消毒后撒播于 1/2 MS 培养基（培养基中加入 50 mg/mL 的卡那抗生素）平板上，得到了多株抗卡那植株。从中挑选出长势良好的幼苗 13 株，转至营养基质正常栽培管理，待叶
提取基因组 DNA，利用 pBI121-SPMS 的特异引物 PCR 检的鉴定（图 4-2）。由图 4-2 可知，13 株卡那抗性拟南芥均为转基基因植株后，进行正常栽培管理，待成熟时收集种子，随后进行种化。如图 4-3 所示，将野生型拟南芥与转基因植株的种子撒播于抗型拟南芥发芽后在生长发育过程中自然黄化死亡，转化成功的转基抗性苗，否则仍会黄花死亡。由图 4-3 可以看出，转基因拟南芥株全板成活，说明 PbSPMS 转基因拟南芥已纯合。
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相关硕士学位论文 前1条
1 蒋向红;梨PbSPMS基因转拟南芥植株的功能与抗逆性分析[D];安徽农业大学;2017年
本文编号：2877428
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