番茄转录因子SlbZIP38响应干旱和高盐胁迫的功能研究

发布时间：2021-05-08 22:53

　　逆境胁迫包括干旱、高盐、低温、伤害等,严重影响植物的正常生长发育过程,甚至可能导致植物死亡。植物在适应环境的过程中,产生了一系列复杂的抵抗和适应逆境胁迫的机理机制。了解这些作用机制,能为利用基因工程手段改良作物抗性提供理论基础。番茄（Solamum20lycopersicum）作为世界普遍栽培的重要果蔬之一,也作为植物科学研究中的重要的模式植物之一,在栽培过程中,常常遇到各种非生物胁迫因子影响,导致番茄减产。因此,利用番茄揭示植物的抗逆机制,获得抗逆的新品种具有重要的理论意义和实用价值。bZIP（basic20region/leucine20zippermotif,bZIP）是一类广泛存在于真核生物中的转录因子家族,主要参与调控植物逆境应答、生长发育等生理生化过程,包括植物生长、衰老、花发育、损伤、果实成熟、种子成熟、非生物胁迫等。在番茄基因组中,预测存在70个bZIP转录因子。研究结合前期基因芯片分析结果,通过生物信息学分析,分离并克隆了番茄的SlbZIP38基因,推测其在番茄的非生物胁迫过程中发挥着作用。虽然bZIP家族基因在其他物种中已有很多相关研究,然而番茄的bZIP家族相关基... 

【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：135 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 番茄概述
    1.2 逆境胁迫
    1.3 植物响应干旱和高盐胁迫的作用机理
        1.3.1 植物响应干旱胁迫的作用机理
        1.3.2 植物响应高盐胁迫的作用机理
    1.4 转录因子
        1.4.1 转录因子结构研究进展
        1.4.2 转录因子功能研究进展
        1.4.3 逆境相关转录因子
    1.5 bZIP家族转录因子研究进展
        1.5.1 bZIP家族转录因子的分类
        1.5.2 bZIP家族转录因子在逆境下的作用及响应
    1.6 bZIP转录因子参与调控的ABA信号途径
        1.6.1 脱落酸(ABA)
        1.6.2 植物中bZIP转录因子参与调控的ABA信号途径
    1.7 研究目的和意义
    1.8 研究的主要内容及技术路线
第2章 SlbZIP38基因的克隆及生物信息学分析
    2.1 实验材料和试剂
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验试剂及配制
    2.2 仪器设备
    2.3 实验方法
        2.3.1 SlbZIP38基因的克隆
        2.3.2 SlbZIP38蛋白结构分析
        2.3.3 启动子区域分析
        2.3.4 SlbZIP38蛋白与其他bZIP蛋白序列的系统进化分析
        2.3.5 SlbZIP38蛋白与其他bZIP蛋白序列同源比对
        2.3.6 SlbZIP38在番茄中的亚细胞定位
    2.4 结果与分析
        2.4.1 SlbZIP38基因的克隆
        2.4.2 SlbZIP38蛋白结构分析
        2.4.3 启动子区域分析
        2.4.4 SlbZIP38在番茄中的亚细胞定位
    2.5 小结
第3章 SlbZIP38基因的表达模式及诱导因素分析
    3.1 实验材料和试剂
        3.1.1 实验材料
        3.1.2 实验试剂及配制
    3.2 仪器设备
    3.3 实验方法
        3.3.1 番茄植株的激素处理及样品收集
        3.3.2 番茄植株的非生物胁迫及样品收集
        3.3.3 果实样品收集
        3.3.4 各样品的总RNA提取及cDNA合成
        3.3.5 SlbZIP38基因的qRT-PCR的引物设计及扩增条件摸索
        3.3.6 SlbZIP38基因的表达模式
    3.4 结果与分析
        3.4.1 RNA提取质量检测
        3.4.2 qRT-PCR引物扩增条件
        3.4.3 SlbZIP38基因在激素处理中的表达分析
        3.4.4 SlbZIP38基因在非生物胁迫处理中的表达分析
        3.4.5 SlbZIP38基因在不同时期果实中的表达分析
    3.5 小结
第4章 植物表达载体的构建及番茄遗传转化
    4.1 实验材料和试剂
        4.1.1 实验材料
        4.1.2 实验试剂及配制
    4.2 实验仪器设备
    4.3 实验方法
        4.3.1 pVCT2024-SlbZIP38超表达载体的构建
        4.3.2 CRISPR/Cas9沉默表达载体的构建
        4.3.3 pVCT2024-SlbZIP38超表达载体和CRISPR/Cas9沉默表达载体的遗传转化
        4.3.4 转基因阳性植株的检测
        4.3.5 超表达植株的筛选
        4.3.6 沉默表达植株的筛选
    4.4 实验结果与分析
        4.4.1 pVCT2024-SlbZIP38超表达载体的构建
        4.4.2 CRISPR/Cas9沉默表达载体的构建
        4.4.3 pVCT2024-SlbZIP38超表达载体的遗传转化
        4.4.4 转基因阳性植株的检测
        4.4.5 超表达阳性植株的筛选
        4.4.6 CRISPR/Cas9沉默表达植株的筛选
    4.5 小结
第5章 SlbZIP38基因的功能研究
    5.1 实验材料和试剂
        5.1.1 实验材料
        5.1.2 实验试剂及配制
    5.2 实验仪器设备
    5.3 实验方法
        5.3.1 转基因植株对外源ABA敏感检测
        5.3.2 SlbZIP38基因在干旱胁迫中的功能分析
        5.3.3 SlbZIP38基因在高盐胁迫中的功能分析
        5.3.4 SlbZIP38的互作蛋白筛选及分析
    5.4 实验结果与分析
        5.4.1 转基因植株对外源ABA敏感检测
        5.4.2 SlbZIP38基因在干旱胁迫中的功能分析
        5.4.3 SlbZIP38基因在高盐胁迫中的功能分析
        5.4.4 SlbZIP38的互作蛋白筛选及分析
    5.5 小结
第6章 讨论
    6.1 CRISPR/Cas9沉默表达载体构建和功能研究
    6.2 SlbZIP38基因可能参与调控番茄果实成熟
    6.3 SlbZIP38基因在番茄干旱胁迫条件下可能的机制分析
    6.4 SlbZIP38基因在番茄高盐胁迫条件下可能的机制分析
    6.5 SlbZIP38蛋白的互作网络分析
第7章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 创新点
    7.3 展望
参考文献
附录
致谢
在学期间发表文章及参加课题


【参考文献】：
期刊论文
[1]大豆ZF-HD转录因子GmZHD1的克隆及表达分析[J]. 张晋玉,晁毛妮,杜弘杨,喻德跃,黄方.  华北农学报. 2017(02)
[2]高粱SBP-box基因家族全基因组鉴定及表达分析[J]. 常建忠,闫凤霞,乔麟轶,郑军,张福耀,柳青山.  遗传. 2016(06)
[3]植物转录因子分类、预测和数据库构建[J]. 靳进朴,郭安源,何坤,张禾,朱其慧,陈新,高歌,罗静初.  生物技术通报. 2015(11)
[4]番茄bZIP转录因子家族的生物信息学分析[J]. 朱芸晔,薛冰,王安全,王文杰,周昂,黄胜雄,刘永胜.  应用与环境生物学报. 2014(05)
[5]植物HD-Zip转录因子的生物学功能[J]. 王宏,李刚波,张大勇,蔺经,盛宝龙,韩金龙,常有宏.  遗传. 2013(10)
[6]DREBs、bZIP转录因子与植物抗旱性研究进展[J]. 刘莉.  浙江农业科学. 2013(01)
[7]大豆逆境诱导基因GmPRP的克隆与表达[J]. 翟莹,雷婷婷,闫帆,黄开猛,李晓薇,张庆林,张海军,苏连泰,孙昕,王英,李景文,王庆钰.  作物学报. 2011(12)
[8]干旱对植物的伤害及植物的抗旱机制[J]. 黄升谋.  安徽农业科学. 2009(22)
[9]真核生物转录因子及其研究方法进展[J]. 张娜,尹继刚,孙高超,陈启军.  动物医学进展. 2009(01)
[10]转录因子ABP9基因过表达对植物生长发育的影响分析[J]. 孟慧,张霞,曾日中,范云六,赵军.  中国农学通报. 2007(06)

博士论文
[1]番茄非生物逆境基因的鉴定及作用机理解析[D]. 李金华.华中农业大学 2013
[2]抗旱候选基因和启动子的水稻遗传转化分析和田间抗旱性鉴定[D]. 肖本泽.华中农业大学 2007



本文编号：3176139