MdFRK2过量表达对苹果抗旱性的影响
发布时间：2021-11-07 17:23
可溶性糖作为植物体内重要的信号分子和渗透调节物质,参与了植物对多种逆境的响应,其含量受糖代谢相关基因的高度调控。果糖激酶（FRK）是调控果糖含量的关键酶,在苹果中,Md FRK2是决定FRK活性的关键基因,其表达受干旱胁迫的诱导。为了探明Md FRK2与植物抗旱性的关系及其调控抗旱性的机理,本论文以过量表达Md FRK2的‘GL3’苹果苗为材料,采用盆栽和PEG6000模拟两种干旱处理方式,结合生理和转录组分析,分析了Md FRK2转基因苹果苗的抗旱性及其机理。同时,为了进一步探明Md FRK2与抗旱性的关系,分析了Md FRK2启动子的活性,构建了自身启动子表达载体,并转化杨树,为进一步解析Md FRK2的抗旱功能奠定基础。本试验主要结果如下:1.盆栽苗和水培苗的干旱处理结果表明:过量表达Md FRK2增强了‘GL3’苹果苗的抗旱性。正常处理条件下,转基因苹果苗和野生型苹果苗在叶片和根系的形态特征上无明显差异,但在干旱胁迫条件下,转基因苹果苗抗旱性显著增加,转基因苹果苗叶片净光合速率和叶片含水量明显高于野生型苹果苗,而反应叶片保水能力的气孔导度和蒸腾速率却显著高于野生型苹果苗。对苗根...
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
渗透胁迫和ABA感受信号转导（Zhu,2016）
第二章MdFRK2苹果植株抗旱性评价及分析16后加4μL，30%的H2O2并混匀，每孔加100μL混合液，然后放入湿盒内，适当显色后，每孔加50ml，2mol/L的硫酸终止反应；（7）比色。在酶联免疫分光光度计上依次测定标准样各浓度和各样品的490nm处的OD值。c.激素含量测定Logit(B/B0)=ln[B/(B0-B)]，其中B0指0ng/mL孔的显色值，B指其它浓度的显色值。然后，根据显色值的Logit值查出其对应的生长素浓度的自然对数，在经过反对数求得其激素浓度，之后计算样品激素含量。2.1.9转录组数据的测定与分析2.1.9.1RNA提取利用植物RNA提取试剂盒提取干旱处理后的苹果根系RNA，具体方法参照试剂盒说明书。随后，将RNA样品送至北京百迈客生物科技有限公司Nanopore全测序平台进行转录组测序。2.1.9.2RNA质量检测分别利用Nanodrop、琼脂糖凝胶电泳、Qubit和Agilent2100检测RNA的纯度、RNA样品中是否存在污染、进行RNA浓度的定量和RNA的完整性。RNA样品检测合格后，方可上机测序；转录组测序使用苹果基因组数据库进行序列比对。测序分析流程图如下图2-1。图2-1转录组测序分析流程图Fig.2-1Theprocessoftranscriptionalsequencinganalysis
第二章MdFRK2苹果植株抗旱性评价及分析182.2结果与分析2.2.1盆栽的转基因苹果苗抗旱性评价及分析2.2.1.1盆栽转基因苹果抗旱性评价组培苗生根后，随机将转基因苹果苗各株系约100棵与野生型植株的表型进行观察比较，发现根、茎、叶的表型并无明显差异（图2-2A）；移栽一个月后，各植株间的表型仍无明显差异（图2-2B）。在人工气候室中，停止浇水干旱胁迫的第7天后，WT茎尖表现出了失水萎焉现象，而野生型无明显变化，在处理后的第14天，WT所有叶片表现出萎焉失水，而转基因植株仅茎尖表现出失水现象，尤其OE-9和OE-10表现出较强的抗旱性（图2-2C）。这些现象表明，MdFRK2过量表达后苹果植株的抗旱性增强。图2-2MdFRK2转基因苹果苗。A表示组培苗，B表示干旱胁迫前的苹果苗，C表示干旱胁迫后的苹果苗Fig.2-2MdFRK2transgenicappleseedlings.Arepresentstissuecultureseedlings,Brepresentsappleseedlingsbeforedroughtstress,Crepresentsappleseedlingsafterdroughtstress
【参考文献】：
期刊论文
[1]Genetic Relationship and Structure Analysis of Root Growth Angle for Improvement of Drought Avoidance in Early and Mid-Early Maturing Rice Genotypes[J]. Elssa PANDIT,Rajendra Kumar PANDA,Auromeera SAHOO,Dipti Ranjan PANI,Sharat Kumar PRADHAN. Rice Science. 2020(02)
[2]CLE25 peptide regulates phloem initiation in Arabidopsis through a CLERK-CLV2 receptor complex[J]. Shi-Chao Ren,Xiu-Fen Song,Wen-Qiang Chen,Ran Lu,William J.Lucas,Chun-Ming Liu. Journal of Integrative Plant Biology. 2019(10)
[3]Physiological and transcriptomic analyses of roots from Malus sieversii under drought stress[J]. GENG Da-li,LU Li-yuan,YAN Ming-jia,SHEN Xiao-xia,JIANG Li-juan,LI Hai-yan,WANG Li-ping,YAN Yan,XU Ji-di,LI Cui-ying,YU Jian-tao,MA Feng-wang,GUAN Qing-mei. Journal of Integrative Agriculture. 2019(06)
[4]枸杞果糖激酶基因LbFRK7的克隆及表达分析[J]. 赵建华,尹跃,李浩霞,王亚军,李彦龙,安巍. 西北植物学报. 2018(05)
[5]Drought-responsive genes expressed predominantly in root tissues are enriched with homotypic cis-regulatory clusters in promoters of major cereal crops[J]. Muhammad Ramzan Khan,Imran Khan,Zahra Ibrar,Jens Léon,Ali Ahmed Naz. The Crop Journal. 2017(03)
[6]臭氧与干旱对植物复合影响的研究进展[J]. 高峰,李品,冯兆忠. 植物生态学报. 2017(02)
[7]柑橘抗逆基因NAC83的克隆与表达分析[J]. 郭文芳,刘德春,杨莉,庄霞,张涓涓,王书胜,刘勇. 园艺学报. 2015(03)
[8]玉米根系与抗旱性关系研究[J]. 李德顺,刘芳,马永光. 杂粮作物. 2010(03)
[9]八棱海棠中转录因子基因MrDREBA6的克隆及表达分析[J]. 付晓燕,彭日荷,章镇,乔玉山,周军,朱波,高峰,田永生,赵伟,熊爱生,姚泉洪. 果树学报. 2009(06)
[10]沙芥属植物叶片的气孔特征研究[J]. 姚兆华,郝丽珍,王萍,张凤兰,陈宏伟,胡宁宝. 植物研究. 2007(02)
博士论文
[1]苹果果糖激酶基因MdFRK2在调控糖代谢中的功能研究[D]. 杨静静.西北农林科技大学 2019
[2]苹果MdMYB88和MdMYB124转录因子在低温和干旱胁迫中的作用机理研究[D]. 谢银鹏.西北农林科技大学 2018
[3]干旱胁迫和不同氮素水平对苹果根系氮素吸收和代谢的影响研究[D]. 黄琳琳.西北农林科技大学 2018
[4]外源褪黑素和多巴胺对苹果抗旱耐盐性的调控功能研究[D]. 李超.西北农林科技大学 2016
硕士论文
[1]山梨醇和蔗糖在苹果抵抗干旱胁迫中的作用研究[D]. 张钊.西北农林科技大学 2016
本文编号：3482252
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
渗透胁迫和ABA感受信号转导（Zhu,2016）
第二章MdFRK2苹果植株抗旱性评价及分析16后加4μL，30%的H2O2并混匀，每孔加100μL混合液，然后放入湿盒内，适当显色后，每孔加50ml，2mol/L的硫酸终止反应；（7）比色。在酶联免疫分光光度计上依次测定标准样各浓度和各样品的490nm处的OD值。c.激素含量测定Logit(B/B0)=ln[B/(B0-B)]，其中B0指0ng/mL孔的显色值，B指其它浓度的显色值。然后，根据显色值的Logit值查出其对应的生长素浓度的自然对数，在经过反对数求得其激素浓度，之后计算样品激素含量。2.1.9转录组数据的测定与分析2.1.9.1RNA提取利用植物RNA提取试剂盒提取干旱处理后的苹果根系RNA，具体方法参照试剂盒说明书。随后，将RNA样品送至北京百迈客生物科技有限公司Nanopore全测序平台进行转录组测序。2.1.9.2RNA质量检测分别利用Nanodrop、琼脂糖凝胶电泳、Qubit和Agilent2100检测RNA的纯度、RNA样品中是否存在污染、进行RNA浓度的定量和RNA的完整性。RNA样品检测合格后，方可上机测序；转录组测序使用苹果基因组数据库进行序列比对。测序分析流程图如下图2-1。图2-1转录组测序分析流程图Fig.2-1Theprocessoftranscriptionalsequencinganalysis
第二章MdFRK2苹果植株抗旱性评价及分析182.2结果与分析2.2.1盆栽的转基因苹果苗抗旱性评价及分析2.2.1.1盆栽转基因苹果抗旱性评价组培苗生根后，随机将转基因苹果苗各株系约100棵与野生型植株的表型进行观察比较，发现根、茎、叶的表型并无明显差异（图2-2A）；移栽一个月后，各植株间的表型仍无明显差异（图2-2B）。在人工气候室中，停止浇水干旱胁迫的第7天后，WT茎尖表现出了失水萎焉现象，而野生型无明显变化，在处理后的第14天，WT所有叶片表现出萎焉失水，而转基因植株仅茎尖表现出失水现象，尤其OE-9和OE-10表现出较强的抗旱性（图2-2C）。这些现象表明，MdFRK2过量表达后苹果植株的抗旱性增强。图2-2MdFRK2转基因苹果苗。A表示组培苗，B表示干旱胁迫前的苹果苗，C表示干旱胁迫后的苹果苗Fig.2-2MdFRK2transgenicappleseedlings.Arepresentstissuecultureseedlings,Brepresentsappleseedlingsbeforedroughtstress,Crepresentsappleseedlingsafterdroughtstress
【参考文献】：
期刊论文
[1]Genetic Relationship and Structure Analysis of Root Growth Angle for Improvement of Drought Avoidance in Early and Mid-Early Maturing Rice Genotypes[J]. Elssa PANDIT,Rajendra Kumar PANDA,Auromeera SAHOO,Dipti Ranjan PANI,Sharat Kumar PRADHAN. Rice Science. 2020(02)
[2]CLE25 peptide regulates phloem initiation in Arabidopsis through a CLERK-CLV2 receptor complex[J]. Shi-Chao Ren,Xiu-Fen Song,Wen-Qiang Chen,Ran Lu,William J.Lucas,Chun-Ming Liu. Journal of Integrative Plant Biology. 2019(10)
[3]Physiological and transcriptomic analyses of roots from Malus sieversii under drought stress[J]. GENG Da-li,LU Li-yuan,YAN Ming-jia,SHEN Xiao-xia,JIANG Li-juan,LI Hai-yan,WANG Li-ping,YAN Yan,XU Ji-di,LI Cui-ying,YU Jian-tao,MA Feng-wang,GUAN Qing-mei. Journal of Integrative Agriculture. 2019(06)
[4]枸杞果糖激酶基因LbFRK7的克隆及表达分析[J]. 赵建华,尹跃,李浩霞,王亚军,李彦龙,安巍. 西北植物学报. 2018(05)
[5]Drought-responsive genes expressed predominantly in root tissues are enriched with homotypic cis-regulatory clusters in promoters of major cereal crops[J]. Muhammad Ramzan Khan,Imran Khan,Zahra Ibrar,Jens Léon,Ali Ahmed Naz. The Crop Journal. 2017(03)
[6]臭氧与干旱对植物复合影响的研究进展[J]. 高峰,李品,冯兆忠. 植物生态学报. 2017(02)
[7]柑橘抗逆基因NAC83的克隆与表达分析[J]. 郭文芳,刘德春,杨莉,庄霞,张涓涓,王书胜,刘勇. 园艺学报. 2015(03)
[8]玉米根系与抗旱性关系研究[J]. 李德顺,刘芳,马永光. 杂粮作物. 2010(03)
[9]八棱海棠中转录因子基因MrDREBA6的克隆及表达分析[J]. 付晓燕,彭日荷,章镇,乔玉山,周军,朱波,高峰,田永生,赵伟,熊爱生,姚泉洪. 果树学报. 2009(06)
[10]沙芥属植物叶片的气孔特征研究[J]. 姚兆华,郝丽珍,王萍,张凤兰,陈宏伟,胡宁宝. 植物研究. 2007(02)
博士论文
[1]苹果果糖激酶基因MdFRK2在调控糖代谢中的功能研究[D]. 杨静静.西北农林科技大学 2019
[2]苹果MdMYB88和MdMYB124转录因子在低温和干旱胁迫中的作用机理研究[D]. 谢银鹏.西北农林科技大学 2018
[3]干旱胁迫和不同氮素水平对苹果根系氮素吸收和代谢的影响研究[D]. 黄琳琳.西北农林科技大学 2018
[4]外源褪黑素和多巴胺对苹果抗旱耐盐性的调控功能研究[D]. 李超.西北农林科技大学 2016
硕士论文
[1]山梨醇和蔗糖在苹果抵抗干旱胁迫中的作用研究[D]. 张钊.西北农林科技大学 2016
本文编号：3482252
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