低温胁迫应答转录因子在百合逆境响应中的功能及调控机制研究
发布时间：2021-04-22 02:43
非生物胁迫是影响百合（Lilium spp.）生长发育的重要因素,也是导致百合产量和观赏品质下降,限制百合露地栽植应用的主要原因。卷丹（Lilium lancifolium）是亚洲分布最广的野生百合之一,具有较强的抗逆性,是百合属植物抗逆机制的理想研究对象。在植物复杂的非生物胁迫应答保护机制中,转录调控网络作为信号转导的终端是启动植物防御机制的关键,而转录因子在其中起着承上启下的作用。因此,本研究旨在利用基因共表达网络法从卷丹低温胁迫应答转录组文库中划分并鉴定应激功能模块,从中挖掘可能起关键作用的转录因子基因,对其进行分离鉴定及转基因功能验证,同时从上游调节因子至下游调控基因等方面揭示卷丹低温胁迫应答关键转录因子的转录调控通路,获得的主要结果如下:1.在重分析卷丹低温处理（4℃Cold Treat,CT）转录组（CK 0 h,CT 2 h,16 h）差异表达基因的基础上构建了基因共表达网络,挖掘得到了4个显著富集于各种非生物胁迫响应的基因模块以及其中可能起关键作用的来自MYB、NAC、ZFHD家族的3个转录因子基因。2.分离克隆了上述3个转录因子基因的基因全长,命名为Ll MYB3、L...
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 引言
1.1 植物非生物胁迫应答转录调控网络
1.1.1 DREB1/CBF和 DREB2 类转录因子及DRE/CRT顺式作用元件
1.1.2 AREB/ABF类转录因子及ABRE顺式作用元件
1.1.3 MYB类转录因子及MYBRS顺式作用元件
1.1.4 NAC类转录因子及NACR顺式作用元件
1.1.5 WRKY类转录因子及W-box顺式作用元件
1.1.6 其他转录因子及其识别的顺式作用元件
1.1.7 植物非生物胁迫ABA依赖型和非依赖型信号转导途径
1.2 非生物胁迫诱导型启动子的分离鉴定
1.3 基因共表达网络的构建及应用
1.3.1 基因相似性度量和可视化方法
1.3.2 基因共表达网络的可视化、模块识别及功能富集
1.4 百合分子抗性育种研究
1.5 研究目的意义及技术路线
2 卷丹低温响应基因共表达网络构建分析及基因挖掘
2.1 试验方法
2.1.1 差异表达基因的筛选及分析
2.1.2 基因共表达网络的构建
2.1.3 模块划分及功能富集
2.2 结果与分析
2.2.1 卷丹低温处理转录组差异表达基因的筛选与分析
2.2.2 基因共表达网络的构建、模块划分及功能富集
2.2.3 应激相关模块功能分析和基因挖掘
2.3 讨论
2.3.1 花青素合成途径在卷丹低温胁迫响应过程中的作用
2.3.2 多胺合成途径相关生物酶在卷丹低温胁迫响应过程中的作用
2.3.3 卷丹低温胁迫响应相关新型蛋白
2.4 本章小结
3 Ll MYB3、Ll NAC2及Ll ZFHD4 基因的分离鉴定与表达分析
3.1 材料与方法
3.1.1 试验材料
3.1.2 试验方法
3.2 结果与分析
3.2.1 LlMYB3基因的分离鉴定与表达分析
3.2.2 LlNAC2基因的分离鉴定与表达分析
3.2.3 Ll ZFHD4 基因的分离鉴定与表达分析
3.3 讨论
3.3.1 Ll MYB3、Ll NAC2和Ll ZFHD4 基因编码蛋白特征
3.3.2 Ll MYB3、Ll NAC2和Ll ZFHD4 基因组织特异性及在不同胁迫条件下的表达模式
3.4 本章小结
4 Ll MYB3、Ll NAC2及Ll ZFHD4 基因的功能分析
4.1 材料与方法
4.1.1 试验材料
4.1.2 试验方法
4.2 结果与分析
4.2.1 LlMYB3转基因拟南芥抗逆性分析
4.2.2 LlNAC2转基因拟南芥抗逆性分析
4.2.3 Ll ZFHD4 转基因拟南芥抗逆性分析
4.3 讨论
4.3.1 LlMYB3基因在逆境响应中的作用
4.3.2 LlNAC2基因在逆境响应中的作用
4.3.3 Ll ZFHD4 基因在逆境响应中的作用
4.4 本章小结
5 Ll MYB3、Ll NAC2及Ll ZFHD4 启动子分离鉴定与功能分析
5.1 材料与方法
5.1.1 试验材料
5.1.2 试验方法
5.2 结果与分析
5.2.1 LlMYB3基因启动子的分离鉴定及功能研究
5.2.2 LlNAC2基因启动子的分离鉴定及功能研究
5.2.3 Ll ZFHD4 基因启动子的分离鉴定及功能研究
5.3 讨论
5.4 本章小结
6 Ll MYB3、Ll NAC2及Ll ZFHD4 与预测互作基因及蛋白的互作关系验证
6.1 材料与方法
6.1.1 试验材料
6.1.2 试验方法
6.2 结果与分析
6.2.1 Ll DREB1与Ll MYB3、Ll NAC2及Ll ZFHD4 基因及编码蛋白互作关系分析
6.2.2 LlMYB3转录因子与花青素合成相关基因互作关系分析
6.3 讨论
6.3.1 Ll MYB3、Ll NAC2和Ll ZFHD4 参与了CBF/DREB1-COR信号转导途径
6.3.2 LlMYB3转录因子参与了花青素合成途径对卷丹低温胁迫响应
6.4 本章小结
7.结论
参考文献
个人简介
导师简介
获得成果目录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]百合分子育种研究进展[J]. 黄洁,刘晓华,管洁,吕英民. 园艺学报. 2012(09)
[2]ERF转录因子新成员JERF3提高百合的耐盐性[J]. 杨宇红,尹丽蓉,葛红,黄荣峰,肖启明,谢丙炎. 园艺学报. 2007(06)
博士论文
[1]野生百合卷丹（Lilium lancifolium）响应低温信号的分子机制研究[D]. 王晶懋.北京林业大学 2015
[2]拟南芥转录因子RAV1负调控ABA信号转导的机制研究[D]. 冯翠珠.中国农业大学 2014
[3]PPT1基因调控植物生长发育的研究及叶脉特异表达增强子的分离应用[D]. 吴学龙.浙江大学 2013
[4]黄瓜低温胁迫应答转录因子CsWRKY46和CsWRKY21的表达特征与功能分析[D]. 张颖.中国农业科学院 2012
[5]苹果APX和GLDH转化兰州百合及兰州百合抗旱性研究[D]. 师守国.西北农林科技大学 2011
硕士论文
[1]细叶百合LpNAC6和LpNAC20基因的克隆及其在烟草中的抗盐功能分析[D]. 曹尚杰.东北林业大学 2019
[2]柑橘CsGABP启动子作用元件分析及互作蛋白筛选[D]. 谌丹丹.华中农业大学 2016
本文编号：3152998
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 引言
1.1 植物非生物胁迫应答转录调控网络
1.1.1 DREB1/CBF和 DREB2 类转录因子及DRE/CRT顺式作用元件
1.1.2 AREB/ABF类转录因子及ABRE顺式作用元件
1.1.3 MYB类转录因子及MYBRS顺式作用元件
1.1.4 NAC类转录因子及NACR顺式作用元件
1.1.5 WRKY类转录因子及W-box顺式作用元件
1.1.6 其他转录因子及其识别的顺式作用元件
1.1.7 植物非生物胁迫ABA依赖型和非依赖型信号转导途径
1.2 非生物胁迫诱导型启动子的分离鉴定
1.3 基因共表达网络的构建及应用
1.3.1 基因相似性度量和可视化方法
1.3.2 基因共表达网络的可视化、模块识别及功能富集
1.4 百合分子抗性育种研究
1.5 研究目的意义及技术路线
2 卷丹低温响应基因共表达网络构建分析及基因挖掘
2.1 试验方法
2.1.1 差异表达基因的筛选及分析
2.1.2 基因共表达网络的构建
2.1.3 模块划分及功能富集
2.2 结果与分析
2.2.1 卷丹低温处理转录组差异表达基因的筛选与分析
2.2.2 基因共表达网络的构建、模块划分及功能富集
2.2.3 应激相关模块功能分析和基因挖掘
2.3 讨论
2.3.1 花青素合成途径在卷丹低温胁迫响应过程中的作用
2.3.2 多胺合成途径相关生物酶在卷丹低温胁迫响应过程中的作用
2.3.3 卷丹低温胁迫响应相关新型蛋白
2.4 本章小结
3 Ll MYB3、Ll NAC2及Ll ZFHD4 基因的分离鉴定与表达分析
3.1 材料与方法
3.1.1 试验材料
3.1.2 试验方法
3.2 结果与分析
3.2.1 LlMYB3基因的分离鉴定与表达分析
3.2.2 LlNAC2基因的分离鉴定与表达分析
3.2.3 Ll ZFHD4 基因的分离鉴定与表达分析
3.3 讨论
3.3.1 Ll MYB3、Ll NAC2和Ll ZFHD4 基因编码蛋白特征
3.3.2 Ll MYB3、Ll NAC2和Ll ZFHD4 基因组织特异性及在不同胁迫条件下的表达模式
3.4 本章小结
4 Ll MYB3、Ll NAC2及Ll ZFHD4 基因的功能分析
4.1 材料与方法
4.1.1 试验材料
4.1.2 试验方法
4.2 结果与分析
4.2.1 LlMYB3转基因拟南芥抗逆性分析
4.2.2 LlNAC2转基因拟南芥抗逆性分析
4.2.3 Ll ZFHD4 转基因拟南芥抗逆性分析
4.3 讨论
4.3.1 LlMYB3基因在逆境响应中的作用
4.3.2 LlNAC2基因在逆境响应中的作用
4.3.3 Ll ZFHD4 基因在逆境响应中的作用
4.4 本章小结
5 Ll MYB3、Ll NAC2及Ll ZFHD4 启动子分离鉴定与功能分析
5.1 材料与方法
5.1.1 试验材料
5.1.2 试验方法
5.2 结果与分析
5.2.1 LlMYB3基因启动子的分离鉴定及功能研究
5.2.2 LlNAC2基因启动子的分离鉴定及功能研究
5.2.3 Ll ZFHD4 基因启动子的分离鉴定及功能研究
5.3 讨论
5.4 本章小结
6 Ll MYB3、Ll NAC2及Ll ZFHD4 与预测互作基因及蛋白的互作关系验证
6.1 材料与方法
6.1.1 试验材料
6.1.2 试验方法
6.2 结果与分析
6.2.1 Ll DREB1与Ll MYB3、Ll NAC2及Ll ZFHD4 基因及编码蛋白互作关系分析
6.2.2 LlMYB3转录因子与花青素合成相关基因互作关系分析
6.3 讨论
6.3.1 Ll MYB3、Ll NAC2和Ll ZFHD4 参与了CBF/DREB1-COR信号转导途径
6.3.2 LlMYB3转录因子参与了花青素合成途径对卷丹低温胁迫响应
6.4 本章小结
7.结论
参考文献
个人简介
导师简介
获得成果目录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]百合分子育种研究进展[J]. 黄洁,刘晓华,管洁,吕英民. 园艺学报. 2012(09)
[2]ERF转录因子新成员JERF3提高百合的耐盐性[J]. 杨宇红,尹丽蓉,葛红,黄荣峰,肖启明,谢丙炎. 园艺学报. 2007(06)
博士论文
[1]野生百合卷丹（Lilium lancifolium）响应低温信号的分子机制研究[D]. 王晶懋.北京林业大学 2015
[2]拟南芥转录因子RAV1负调控ABA信号转导的机制研究[D]. 冯翠珠.中国农业大学 2014
[3]PPT1基因调控植物生长发育的研究及叶脉特异表达增强子的分离应用[D]. 吴学龙.浙江大学 2013
[4]黄瓜低温胁迫应答转录因子CsWRKY46和CsWRKY21的表达特征与功能分析[D]. 张颖.中国农业科学院 2012
[5]苹果APX和GLDH转化兰州百合及兰州百合抗旱性研究[D]. 师守国.西北农林科技大学 2011
硕士论文
[1]细叶百合LpNAC6和LpNAC20基因的克隆及其在烟草中的抗盐功能分析[D]. 曹尚杰.东北林业大学 2019
[2]柑橘CsGABP启动子作用元件分析及互作蛋白筛选[D]. 谌丹丹.华中农业大学 2016
本文编号：3152998
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