苹果细胞质苹果酸脱氢酶基因的抗逆功能鉴定及机制研究
发布时间：2021-06-17 12:57
目前,对细胞质型苹果酸脱氢酶基因（cyMDH）的功能及其调控机制知之甚少。本研究克隆了苹果MdcyMDH基因,获得了转苹果株系,评价了转基因对植株生长和抗逆性的影响,并从激素和氧化还原角度阐释了其调控机制。主要研究结果如下:1.克隆了苹果MdcyMDH基因及其家族成员,并进行了时空表达和胁迫响应分析。结果表明苹果上存在5个cyMDH同系物,5个cyMDH同系物在不同组织中具有不同的表达水平;MdcyMDH和MDP0000174740、MDP0000197620主要在茎和根中表达;MdcyMDH、MDP0000174740和MDP0000170418都受盐和冷胁迫诱导;就表达特性来看,MdcyMDH、MDP0000174740可能具有相似的基因功能。2.经抗性筛选和PCR验证,获得了Line 5和7两个MdcyMDH过量表达的苹果转基因株系。3.调查了MdcyMDH过量表达对转基因株系生长的影响,发现该基因过量表达非显著性提高了株高和地上部总重量,显著性提高了根系总重量。4.调查了MdcyMDH过量表达对转基因株系冷和盐胁迫抗性的影响,发现该基因过量表达提高了植株抗冷和盐胁迫的能力。5....
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
苹果酸代谢途径（SweetmanCetal.,2009）
白质的三级结构，即利用蛋白质同源建模方式，通过蛋白质同源分析，搜索蛋白质数据库（PDB）,发现同源序列 5mdhB (2.40 )，以 5mdhB 作为模板预测苹果 cyMDH 蛋白质三级结构，结果如图3.3，苹果cyMDHs与5mdhB相似性分别为52.44%、60%、55.07%、59.39%和 60%，并且 MdcyMDH 蛋白与 MDP0000174740 蛋白结构的相似性很高。表 3.1 苹果 NAD-cyMDHs 的二级结构预测Table 3.1 Secondary structure prediction of apple NAD-cyMDH基因名称氨基酸数量Number ofamino acidα 螺旋/%Alpha helix延伸链/%Extended strandβ 转角/%Beta turn无规则卷/%Random coilMDP0000170418 543 27.86% 28.23% 7.38% 36.53%MDP0000174740 466 41.08% 22.15% 6.02% 30.75%MDP0000197620 469 31.84% 26.07% 5.77% 36.32%MDP0000926135 377 43.88% 25.00% 7.18% 23.94%MdcyMDH 333 41.57% 23.80% 6.93% 27.71%MDP0000170418 MDP0000174740 MDP0000197620 MDP0000926135 MdcyMDH图 3.3 苹果 NAD-MDHs 三维结构模型Fig 3.3 3-D structure models of apple NAD-MDHs3.1.4 苹果 cyMDHs 基因时空表达特性为了研究 cyMDHs 基因在苹果不同组织的转录水平，分别提取苹果根、茎、叶、花、果实的RNA，反转录得到第一条cDNA链
cyMDHs 基因在嘎啦苹果的根、茎、叶、花、果实均有表达。由图3.4 可知，五个 cyMDH 基因均在不同组织中呈组成型表达，但具有不同的表达模式；MdcyMDH 基因与 MDP0000174740、MDP0000197620 具有相似的表达模式，在茎中表达量最高，其次为根，在其他组织表达量相对较低；MDP0000926135 基因在苹果各个组织表达量都较高，尤其在叶中；MDP0000170418 基因在不同组织中表达水平差异不大；MDP0000926135 基因在根中表达相对较低。图 3.4 细胞质苹果酸脱氢酶基因时空表达表达分析Fig 3.4 Expression analysis of the five different cyMDHs in different organs3.1.5 苹果 cyMDHs 基因对冷和盐胁迫诱导的表达响应为了检测苹果 cyMDHs 基因对于非生物胁迫诱导的响应，以嘎啦组培苗作为实验材料，利用 50 mM NaCl 盐处理和 8℃的低温分别处理试材 3 h 和 12 h 后，提取 RNA，然后反转录 cDNA, 通过 qRT-PCR 检测苹果 cyMDH 基因表达量变化。结果表明
【参考文献】：
期刊论文
[1]镉/铬胁迫对谷子幼苗生长和NADPH氧化酶及抗氧化酶体系的影响[J]. 田保华,张彦洁,张丽萍,马晓丽,金竹萍,刘志强,刘旦梅,裴雁曦. 农业环境科学学报. 2016(02)
[2]苹果早熟新品种——‘华瑞’的选育[J]. 张瑞萍,阎振立,张恒涛,刘珍珍,过国南. 果树学报. 2016(01)
[3]水稻减数分裂期幼穗激素、多胺和蛋白质对高温的响应[J]. 曹云英,陈艳红,李卫振,唐仙伯,赵华,王志琴,杨建昌. 植物生理学报. 2015(10)
[4]外源NO对高温胁迫下姜叶片活性氧代谢的影响[J]. 李秀,巩彪,徐坤. 园艺学报. 2014(02)
[5]锰胁迫对不同砧木苹果幼树锰吸收分配及抗氧化系统的影响[J]. 刘秀春,陈丽楠,王炳华,赵新兵. 园艺学报. 2013(10)
[6]盐胁迫对绿豆下胚轴氧化还原态的影响[J]. 顾福根,赵林川,朱成,吴勇,万华星. 植物生理学报. 2013(10)
[7]过表达Mdip1基因提高番茄抗低温诱导的氧化胁迫能力[J]. 晋文娟,张少杰,陈双臣,林晓民,贺超兴. 植物生理学报. 2013(05)
[8]苹果酸脱氢酶的结构及功能[J]. 汪新颖,王波,侯松涛,朱国萍. 生物学杂志. 2009(04)
[9]中国盐渍土研究的发展历程与展望[J]. 杨劲松. 土壤学报. 2008(05)
[10]苹果细胞质型苹果酸脱氢酶基因克隆、表达及酶活性分析[J]. 姚玉新,郝玉金,李明,庞明利,刘志,翟衡. 园艺学报. 2008(02)
本文编号：3235236
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
苹果酸代谢途径（SweetmanCetal.,2009）
白质的三级结构，即利用蛋白质同源建模方式，通过蛋白质同源分析，搜索蛋白质数据库（PDB）,发现同源序列 5mdhB (2.40 )，以 5mdhB 作为模板预测苹果 cyMDH 蛋白质三级结构，结果如图3.3，苹果cyMDHs与5mdhB相似性分别为52.44%、60%、55.07%、59.39%和 60%，并且 MdcyMDH 蛋白与 MDP0000174740 蛋白结构的相似性很高。表 3.1 苹果 NAD-cyMDHs 的二级结构预测Table 3.1 Secondary structure prediction of apple NAD-cyMDH基因名称氨基酸数量Number ofamino acidα 螺旋/%Alpha helix延伸链/%Extended strandβ 转角/%Beta turn无规则卷/%Random coilMDP0000170418 543 27.86% 28.23% 7.38% 36.53%MDP0000174740 466 41.08% 22.15% 6.02% 30.75%MDP0000197620 469 31.84% 26.07% 5.77% 36.32%MDP0000926135 377 43.88% 25.00% 7.18% 23.94%MdcyMDH 333 41.57% 23.80% 6.93% 27.71%MDP0000170418 MDP0000174740 MDP0000197620 MDP0000926135 MdcyMDH图 3.3 苹果 NAD-MDHs 三维结构模型Fig 3.3 3-D structure models of apple NAD-MDHs3.1.4 苹果 cyMDHs 基因时空表达特性为了研究 cyMDHs 基因在苹果不同组织的转录水平，分别提取苹果根、茎、叶、花、果实的RNA，反转录得到第一条cDNA链
cyMDHs 基因在嘎啦苹果的根、茎、叶、花、果实均有表达。由图3.4 可知，五个 cyMDH 基因均在不同组织中呈组成型表达，但具有不同的表达模式；MdcyMDH 基因与 MDP0000174740、MDP0000197620 具有相似的表达模式，在茎中表达量最高，其次为根，在其他组织表达量相对较低；MDP0000926135 基因在苹果各个组织表达量都较高，尤其在叶中；MDP0000170418 基因在不同组织中表达水平差异不大；MDP0000926135 基因在根中表达相对较低。图 3.4 细胞质苹果酸脱氢酶基因时空表达表达分析Fig 3.4 Expression analysis of the five different cyMDHs in different organs3.1.5 苹果 cyMDHs 基因对冷和盐胁迫诱导的表达响应为了检测苹果 cyMDHs 基因对于非生物胁迫诱导的响应，以嘎啦组培苗作为实验材料，利用 50 mM NaCl 盐处理和 8℃的低温分别处理试材 3 h 和 12 h 后，提取 RNA，然后反转录 cDNA, 通过 qRT-PCR 检测苹果 cyMDH 基因表达量变化。结果表明
【参考文献】：
期刊论文
[1]镉/铬胁迫对谷子幼苗生长和NADPH氧化酶及抗氧化酶体系的影响[J]. 田保华,张彦洁,张丽萍,马晓丽,金竹萍,刘志强,刘旦梅,裴雁曦. 农业环境科学学报. 2016(02)
[2]苹果早熟新品种——‘华瑞’的选育[J]. 张瑞萍,阎振立,张恒涛,刘珍珍,过国南. 果树学报. 2016(01)
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[4]外源NO对高温胁迫下姜叶片活性氧代谢的影响[J]. 李秀,巩彪,徐坤. 园艺学报. 2014(02)
[5]锰胁迫对不同砧木苹果幼树锰吸收分配及抗氧化系统的影响[J]. 刘秀春,陈丽楠,王炳华,赵新兵. 园艺学报. 2013(10)
[6]盐胁迫对绿豆下胚轴氧化还原态的影响[J]. 顾福根,赵林川,朱成,吴勇,万华星. 植物生理学报. 2013(10)
[7]过表达Mdip1基因提高番茄抗低温诱导的氧化胁迫能力[J]. 晋文娟,张少杰,陈双臣,林晓民,贺超兴. 植物生理学报. 2013(05)
[8]苹果酸脱氢酶的结构及功能[J]. 汪新颖,王波,侯松涛,朱国萍. 生物学杂志. 2009(04)
[9]中国盐渍土研究的发展历程与展望[J]. 杨劲松. 土壤学报. 2008(05)
[10]苹果细胞质型苹果酸脱氢酶基因克隆、表达及酶活性分析[J]. 姚玉新,郝玉金,李明,庞明利,刘志,翟衡. 园艺学报. 2008(02)
本文编号：3235236
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