苹果SND1与MYB46转录因子的功能及作用机制
发布时间：2022-10-05 16:06
盐胁迫与渗透胁迫等能够影响果树的生长发育和果实品质的形成。木质素是维管植物体内的第二大生物聚合物,不仅为细胞提供机械保护,也在提高植物抗逆性等方面发挥着不可替代的作用。本研究以苹果（Malus domestica）中木质素合成途径中的NAC关键转录因子SND1和MYB关键转录因子MYB46为出发点,通过转基因技术,体外分子试验等手段阐明了它们的功能,揭示了苹果中木质素代谢途径的转录调控网络,并初步探明了它们提高苹果对非生物胁迫耐受性方面的分子机制。主要研究结果如下:1.从苹果中克隆了MdSND1基因。氨基酸序列比对结果表明MdSND1中的DNA绑定结构域与其它物种中的SND1具有高度保守性,亚细胞定位实验及酵母双杂实验结果表明MdSND1均为定位在细胞核内的转录激活因子。2.从苹果中鉴定得到SND1下游木质素合成调控的关键转录因子MdMYB46,通过氨基酸序列比对发现,MdMYB46中的R2R3结构域（DNA绑定结构域）与其它物种中的MYB46具有高度保守性,亚细胞定位实验及酵母双杂实验表明MdMYB46为定位在细胞核内的转录激活因子。3.苹果中具有与拟南芥中相同的SND1-MYB46...
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
缩略词
1 前言
1.1 植物细胞壁的构成
1.2 木质素合成代谢途径
1.2.1 木质素合成相关酶类及作用
1.2.2 木质素合成代谢与其它代谢间的关系
1.2.3 木质素合成代谢的进化
1.3 木质素合成代谢的调控因子
1.3.1 NAC转录因子
1.3.2 MYB转录因子
1.3.3 其它调控因子
1.4 木质素生物合成途径对胁迫信号的响应
1.4.1 干旱及盐胁迫
1.4.2 光胁迫
1.4.3 低温胁迫
1.4.4 生物胁迫
1.5 木质素代谢基因工程的研究
1.6 本研究目的及意义
2 材料与方法
2.1 材料
2.1.1 植物材料
2.1.2 菌株
2.1.3 载体
2.1.4 各种酶类及试剂盒
2.1.5 引物
2.2 亚细胞定位
2.2.1 载体构建
2.2.2 烟草注射
2.2.3 激光共聚焦下观察定位
2.3 转录因子转录活性分析实验
2.3.1 载体构建
2.3.2 Y2H实验
2.4 苹果转化
2.4.1 载体构建
2.4.2 所需农杆菌及培养基配制
2.4.3 苹果叶片侵染
2.5 RNA提取
2.5.1 苹果叶片总RNA提取
2.5.2 含量与纯度检测
2.6 荧光定量PCR
2.6.1 反转录
2.6.2 qRT-PCR检测
2.7 木质素的测定
2.8 染色体免疫沉淀实验
2.8.1 载体构建
2.8.2 苹果王林愈伤组织的培养
2.8.3 苹果愈伤组织的转化
2.8.4 染色体免疫沉淀实验
2.9 苹果材料胁迫处理
2.10 启动子绑定位点分析
2.11 凝胶迁移实验
2.11.1 载体构建
2.11.2 蛋白诱导
2.11.3 蛋白的纯化
2.11.4 EMSA
2.11.5 DNA探针与蛋白质结合
2.11.6 制备非变性聚丙烯酰胺凝胶
2.11.7 电泳和转膜
2.11.8 洗膜和显影
2.12 萤火虫荧光报告基因转录活性分析实验
2.12.1 载体构建
2.12.2 烟草注射
2.12.3 荧光素酶活性检测
2.13 叶片相对含水量检测
2.14 脯氨酸含量检测
2.15 H_2O_2 含量检测
2.16 MDA含量检测
2.17 NBT/DAB染色
2.18 拟南芥转化
3 结果与分析
3.1 苹果SND1 转录因子在木质素调控中的功能
3.1.1 MdSND1 基因的克隆与序列分析
3.1.2 MdSND1 转录因子的亚细胞定位和酵母细胞中转录活性分析
3.1.3 MdSND1 在木质素合成过程中的作用
3.2 苹果中MdMYB46 在木质素合成过程中的功能
3.2.1 苹果MdMYB46 基因的克隆与序列分析
3.2.2 MdMYB46 的亚细胞定位和酵母细胞中转录活性分析
3.2.3 MdMYB46 在木质素合成过程中的作用
3.3 MdSND1和MdMYB46 在木质素合成过程中的调控机制
3.3.1 MdSND1对MYB46和MYB83 基因的调控作用和分子机制
3.3.2 MdMYB46 调控苹果植株木质素合成的机制
3.4 MdSND1和MdMYB46 正调控苹果对盐胁迫与渗透胁迫的耐受性
3.4.1 MdSND1 正调控苹果植株对盐胁迫与渗透胁迫的耐受性
3.4.2 MdMYB46 正调控苹果植株对盐胁迫与渗透胁迫的耐受性
3.5 MdSND1和MdMYB46 直接提高苹果耐盐及耐渗透胁迫能力的机制
3.5.1 苹果中胁迫应答相关基因在盐胁迫及渗透胁迫下的表达
3.5.2 MdSND1 对胁迫应答相关基因的转录调控
3.5.3 MdSND1 调控胁迫应答相关基因表达的分子机制
3.5.4 MdMYB46 对胁迫应答相关基因的转录调控作用
3.5.5 MdMYB46 调控胁迫应答相关基因表达的分子机制
4 讨论
4.1 苹果中SND1和MYB46 调控木质素的合成
4.2 MdSND1、MdMYB46 对盐胁迫和渗透胁迫响应
5 结论与创新点
5.1 结论
5.2 创新点
参考文献
附录
致谢
攻读博士期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]植物次生细胞壁加厚过程的转录调控[J]. 朱晓博,张贵粉,陈鹏. 植物生理学报. 2017(09)
[2]Cotton GhMYB7 is predominantly expressed in developing fibers and regulates secondary cell wall biosynthesis in transgenic Arabidopsis[J]. Junfeng Huang,Feng Chen,Siyu Wu,Juan Li,Wenliang Xu. Science China（Life Sciences）. 2016(02)
[3]Simultaneously disrupting AtPrx2,AtPrx25 and AtPrx71 alters lignin content and structure in Arabidopsis stem[J]. Jun Shigeto,Yoshitaka Itoh,Sakie Hirao,Kaori Ohira,Koki Fujita,Yuji Tsutsumi. Journal of Integrative Plant Biology. 2015(04)
[4]转录因子对木质素生物合成调控的研究进展[J]. 郭光艳,柏峰,刘伟,秘彩莉. 中国农业科学. 2015(07)
博士论文
[1]杨树PtoVNS11和PtoMYB156转录因子在次生壁形成及类黄酮代谢途径中的功能分析[D]. 杨立.西南大学 2016
硕士论文
[1]山楂木质素合成相关转录因子MYB46的基因克隆及功能验证[D]. 苏悦.沈阳农业大学 2016
[2]软核山楂与硬核山楂基因表达差异分析及木质素合成相关转录因子基因的克隆与鉴定[D]. 韩国粉.沈阳农业大学 2014
本文编号：3686086
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
缩略词
1 前言
1.1 植物细胞壁的构成
1.2 木质素合成代谢途径
1.2.1 木质素合成相关酶类及作用
1.2.2 木质素合成代谢与其它代谢间的关系
1.2.3 木质素合成代谢的进化
1.3 木质素合成代谢的调控因子
1.3.1 NAC转录因子
1.3.2 MYB转录因子
1.3.3 其它调控因子
1.4 木质素生物合成途径对胁迫信号的响应
1.4.1 干旱及盐胁迫
1.4.2 光胁迫
1.4.3 低温胁迫
1.4.4 生物胁迫
1.5 木质素代谢基因工程的研究
1.6 本研究目的及意义
2 材料与方法
2.1 材料
2.1.1 植物材料
2.1.2 菌株
2.1.3 载体
2.1.4 各种酶类及试剂盒
2.1.5 引物
2.2 亚细胞定位
2.2.1 载体构建
2.2.2 烟草注射
2.2.3 激光共聚焦下观察定位
2.3 转录因子转录活性分析实验
2.3.1 载体构建
2.3.2 Y2H实验
2.4 苹果转化
2.4.1 载体构建
2.4.2 所需农杆菌及培养基配制
2.4.3 苹果叶片侵染
2.5 RNA提取
2.5.1 苹果叶片总RNA提取
2.5.2 含量与纯度检测
2.6 荧光定量PCR
2.6.1 反转录
2.6.2 qRT-PCR检测
2.7 木质素的测定
2.8 染色体免疫沉淀实验
2.8.1 载体构建
2.8.2 苹果王林愈伤组织的培养
2.8.3 苹果愈伤组织的转化
2.8.4 染色体免疫沉淀实验
2.9 苹果材料胁迫处理
2.10 启动子绑定位点分析
2.11 凝胶迁移实验
2.11.1 载体构建
2.11.2 蛋白诱导
2.11.3 蛋白的纯化
2.11.4 EMSA
2.11.5 DNA探针与蛋白质结合
2.11.6 制备非变性聚丙烯酰胺凝胶
2.11.7 电泳和转膜
2.11.8 洗膜和显影
2.12 萤火虫荧光报告基因转录活性分析实验
2.12.1 载体构建
2.12.2 烟草注射
2.12.3 荧光素酶活性检测
2.13 叶片相对含水量检测
2.14 脯氨酸含量检测
2.15 H_2O_2 含量检测
2.16 MDA含量检测
2.17 NBT/DAB染色
2.18 拟南芥转化
3 结果与分析
3.1 苹果SND1 转录因子在木质素调控中的功能
3.1.1 MdSND1 基因的克隆与序列分析
3.1.2 MdSND1 转录因子的亚细胞定位和酵母细胞中转录活性分析
3.1.3 MdSND1 在木质素合成过程中的作用
3.2 苹果中MdMYB46 在木质素合成过程中的功能
3.2.1 苹果MdMYB46 基因的克隆与序列分析
3.2.2 MdMYB46 的亚细胞定位和酵母细胞中转录活性分析
3.2.3 MdMYB46 在木质素合成过程中的作用
3.3 MdSND1和MdMYB46 在木质素合成过程中的调控机制
3.3.1 MdSND1对MYB46和MYB83 基因的调控作用和分子机制
3.3.2 MdMYB46 调控苹果植株木质素合成的机制
3.4 MdSND1和MdMYB46 正调控苹果对盐胁迫与渗透胁迫的耐受性
3.4.1 MdSND1 正调控苹果植株对盐胁迫与渗透胁迫的耐受性
3.4.2 MdMYB46 正调控苹果植株对盐胁迫与渗透胁迫的耐受性
3.5 MdSND1和MdMYB46 直接提高苹果耐盐及耐渗透胁迫能力的机制
3.5.1 苹果中胁迫应答相关基因在盐胁迫及渗透胁迫下的表达
3.5.2 MdSND1 对胁迫应答相关基因的转录调控
3.5.3 MdSND1 调控胁迫应答相关基因表达的分子机制
3.5.4 MdMYB46 对胁迫应答相关基因的转录调控作用
3.5.5 MdMYB46 调控胁迫应答相关基因表达的分子机制
4 讨论
4.1 苹果中SND1和MYB46 调控木质素的合成
4.2 MdSND1、MdMYB46 对盐胁迫和渗透胁迫响应
5 结论与创新点
5.1 结论
5.2 创新点
参考文献
附录
致谢
攻读博士期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]植物次生细胞壁加厚过程的转录调控[J]. 朱晓博,张贵粉,陈鹏. 植物生理学报. 2017(09)
[2]Cotton GhMYB7 is predominantly expressed in developing fibers and regulates secondary cell wall biosynthesis in transgenic Arabidopsis[J]. Junfeng Huang,Feng Chen,Siyu Wu,Juan Li,Wenliang Xu. Science China（Life Sciences）. 2016(02)
[3]Simultaneously disrupting AtPrx2,AtPrx25 and AtPrx71 alters lignin content and structure in Arabidopsis stem[J]. Jun Shigeto,Yoshitaka Itoh,Sakie Hirao,Kaori Ohira,Koki Fujita,Yuji Tsutsumi. Journal of Integrative Plant Biology. 2015(04)
[4]转录因子对木质素生物合成调控的研究进展[J]. 郭光艳,柏峰,刘伟,秘彩莉. 中国农业科学. 2015(07)
博士论文
[1]杨树PtoVNS11和PtoMYB156转录因子在次生壁形成及类黄酮代谢途径中的功能分析[D]. 杨立.西南大学 2016
硕士论文
[1]山楂木质素合成相关转录因子MYB46的基因克隆及功能验证[D]. 苏悦.沈阳农业大学 2016
[2]软核山楂与硬核山楂基因表达差异分析及木质素合成相关转录因子基因的克隆与鉴定[D]. 韩国粉.沈阳农业大学 2014
本文编号：3686086
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