苹果MdBT2蛋白调控根系发生和抗旱性的机理研究

发布时间：2021-08-10 21:56

　　作为重要的经济作物,苹果在栽培生产过程中经常面临各种生物及非生物胁迫。在农业生产中,施加大量化肥在提高作物产量的同时,也带来了一些生产问题如作物品质和抗病性下降等。氮肥的过度使用不利于果树根系发育。植物根系主要在水分养分吸收、固定植物等方面发挥功能并能响应各种外界信号进而调控其根系形态。在长期的进化过程中,植物演化出了复杂而精细的机制来调节其根系形态。植物主要以硝态氮形式吸收氮元素,硝态氮除了能作为营养物质外,还能作为信号物质调控植物的生长发育。在苹果中,硝态氮调控根系发育的分子机理仍不清楚。大部分植物在生长发育过程中会面临干旱胁迫。轻度干旱胁迫会降低作物产量和品质,重度干旱能导致植物死亡。在中国,苹果大多栽培于丘地山岭等贫瘠、雨水较少的区域,时常面临严重的干旱胁迫。蛋白翻译后修饰在植物响应外界环境信号,调控靶蛋白稳定性和结构、功能中具有重要作用。本研究以苹果苗、愈伤组织和拟南芥等为材料,利用分子生物学的研究方法,解析了Md BT2在苹果根系发育和抗旱方面的作用:1、硝态氮影响苹果根系发育:低浓度硝态氮促进根系发育;高浓度硝态氮抑制根系发育。同时,硝态氮介导的根系发育依赖生长素途径,外... 

【文章来源】：山东农业大学山东省

【文章页数】：142 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

生长素介导硝态氮参与的根系发生

MdBT2响应硝态氮进而调控花青苷积累。根据3.1.1的结果,我们推测其能参与到根系发生调控过程中。为验证该假设,我们利用MdBT2转基因苹果苗和野生型的GL3材料研究其对根系的调控作用。图3-2A、图3-2C和图3-2D显示:在无生长素的条件下,降低MdBT2表达(MdBT2-anti13和MdBT2-anti23)能显著诱导根系发生;过表达MdBT2则显著抑制根系发生,表明MdBT2可能在苹果根系发生中起负调控作用。因为生长素对根系发生至关重要,我们猜测MdBT2介导的根系发生依赖生长素途径。因此,我们用生长素极性运输抑制剂NPA对MdBT2苹果转基因苗进行处理,结果表明苹果组培苗的生根能力丧失(图3-2B-D),表明MdBT2介导的根系发生依赖生长素途径。既然MdBT2依赖生长素途径调控根系发生,所以Md BT2可能通过影响生长素信号基因的表达来参与调控。因此,我们检测了生长素信号途径中与根系发生相关基因的表达量。如图3-2E所示,MdBT2能影响生长素信号下游基因MdGH3.1和MdGH3.6的表达,而对MdIAA3、MdARF7、MdARF8及生长素运输载体MdAUX1和MdPIN1的表达无影响。这些数据表明,MdBT2能通过抑制生长素信号途径中下游调控因子MdGH3.1和MdGH3.6的表达负调控根系的发生。3.1.2 MdBT2与MdARF8 互作

Md BT2和Md ARF8互作

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3334853