番茄SlMAPK11通过与SlSnRK1互作调控果实成熟机理研究

发布时间：2023-04-01 06:12

　　番茄(Solanum lycopersicum)果实成熟过程伴随着质地、风味、颜色、营养成分等的变化,最后到达可食用状态。研究果实成熟机理,对提高果实品质、提前/延迟上市、延长货架期等具有重要意义。本研究在实验室博士宋建文克隆出促分裂原活化蛋白激酶基因11(SlMAPK11),其功能是调控番茄种子休眠的关键基因,但同时发现其可调控番茄果实成熟。有鉴于此,本实验通过多次在田间实验对SlMAPK11转基因植株进行了性状调查,结果发现SlMAPK11确实能影响番茄果实成熟进程。进而发现和验证其互作基因SlSnRK1同样影响番茄果实成熟。在确定基因功能后,进一步通过酵母双杂交、Co-IP等实验了解其作用机理。同时也暗示种子的休眠性可能在果实发育过程中种子形成时就有共同基因进行了调控。本研究主要结果如下:1.SlMAPK11超表达可推迟番茄果实成熟,敲除则提早成熟。超量表达SlMAPK11基因导致果实成熟晚于转化受体材料。CRISPR/Cas9敲除SlMAPK11基因导致果实成熟早于受体材料。2.SlMAPK11的互作基因SlSnRK1也可推迟番茄果实成熟,CRISPR/Cas9敲除SlSnRK...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
缩略词表
1 前言
    1.1 课题由来
    1.2 果实成熟研究进展
        1.2.1 乙烯途径调控番茄果实成熟
        1.2.2 非乙烯信号途径调控番茄果实成熟
    1.3 MAPK的研究进展
        1.3.1 MAPK对植物生长发育的影响
        1.3.2 MAPK在响应植物逆境胁迫中的作用
        1.3.3 MAPK在调节植物激素信号中的作用
    1.4 SnRK1的研究进展
    1.5 本研究的目的和意义
2 材料与方法
    2.1 植物材料
    2.2 主要菌株、载体与试剂
    2.3 试验方法
        2.3.1 果实成熟表型观测鉴定
        2.3.2 生物信息学分析
        2.3.3 载体构建方法
        2.3.4 相关基因表达量测定
        2.3.5 农杆菌介导的烟草瞬时表达
        2.3.6 酵母双杂验证蛋白与蛋白的互作
        2.3.7 蛋白提取
        2.3.8 Co-IP
        2.3.9 乙烯释放量测定
        2.3.10 乙烯利处理番茄果实
3 结果与分析
    3.1 SIMAPK11 的生物信息学分析
        3.1.1 SIMAPK11 在番茄各组织中表达量分析
        3.1.2 SIMAPK11 蛋白二级结构域预测分析
        3.1.3 SIMAPK11 蛋白系统进化分析
    3.2 转基因植株的功能验证
        3.2.1 CRISPR/Cas9 敲除SlMAPK11 导致番茄果实成熟提前
        3.2.2 超量表达SlMAPK11 导致番茄果实成熟延后
        3.2.3 SlMAPK11 影响番茄果实乙烯释放量
        3.2.4 CRISPR/Cas9 敲除SlSnRK1 增加果实乙烯释放量并使果实成熟提前
    3.3 SlSnRK1 与番茄果实成熟重要调控因子RIN互作
        3.3.1 酵母双杂和Co-IP结果
        3.3.2 CRISPR/Cas9 敲除SlSnRK1 增强RIN表达
        3.3.3 RIN磷酸化位点预测
        3.3.4 SlMAPK11、SlSnRK1 表达不受外源乙烯诱导
    3.4 CRISPR/Cas9 敲除SlMAPK11和SlSnRK1 可降低果实对乙烯敏感性
    3.5 SlMAPK11 与乙烯信号转导途径中的ETR6和EIN2 互作
        3.5.1 酵母双杂显示SlMAPK11 可与ETR6、EIN2 互作
        3.5.2 ETR6磷酸化位点预测
4 讨论
    4.1 番茄SlMAPK11 基因功能的分析
    4.2 基因编辑番茄材料对乙烯利响应
    4.3 总结与工作展望
参考文献
附录
致谢



本文编号：3776596