黄麻基因源干旱胁迫生理响应与抗逆基因CcSnRK2的克隆测序分析

发布时间：2020-10-12 18:51

　　 干旱胁迫是当前全球面对的重要环境问题之一,全世界土地面积中,约34%的区域处于干旱和半干旱状态,在中国这一比例接近50%,水分的缺乏直接影响作物产量的提升。所以改良和提高植物品种的抗旱性显得更加迫切和重要,而植物抗旱机理的研究则是研究植物前提和基础。黄麻,是重要的长纤维作物之一,麻纺工业的重要原料。因为麻类纤维植物的适应性强,不与粮、棉等主要农作物争地;并且纤维产量高、纤维品质各具特色能够适应多种用途的要求,所以其发展潜力十分巨大。本研究以筛选抗旱性不同的黄麻品种为前提,探讨不同基因型黄麻在室内模拟干旱胁迫条件下渗透调节、活性氧代谢的变化。通过对黄麻抗逆基因的研究,可为黄麻的育种提供基因资源和理论指导。主要研究结果如下:1.为筛选黄麻耐旱种质资源,本研究选用146份黄麻品种为材料,采用盆栽进行干旱胁迫试验,按照胁迫后叶子的萎蔫程度及复水后叶子的恢复情况进行比对,选出耐旱性较强黄麻品种11份、耐旱性较弱的黄麻种质材料30份,为后续研究提供基础。选取耐旱性较强品种IJO20号、179(1)及耐旱性较弱品种179(7)、和字4号作为后续渗透调节、活性氧代谢测定的实验材料。2.使用PEG6000溶液模拟干旱胁迫,测定了 IJO20号、179(1)、179(7)、和字4号4个黄麻基因型叶片的相对含水量、脯氨酸、可溶性糖、丙二醛含量以及超氧物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶的活性以研究黄麻在干旱胁迫下渗透调节及活性氧代谢的变化。参试黄麻基因型旺长期处理叶片中可溶性糖、游离脯氨酸含量、过氧化物酶活性随干旱胁迫时间的进行而增加,且耐旱性较强的品种变化幅度大;丙二醛含量随胁迫进行而增加,耐旱性较弱的品种179(7)、和字4号的增加幅度较大;其中叶片相对含水量则降低,且耐旱性较弱的品种降低幅度大;超氧物歧化酶活性的变化趋势则是先降低后升高;过氧化氢酶活力则是先上升后下降。3.SnRK2家族成员在应答植物抗逆胁迫中发挥作用,本研究中使用筛选出的耐旱性较强黄麻品种IJO20号作为实验材料,使用同源克隆和RACE技术,从黄麻中克隆出同源的SnRK2,CDS长1579bp,编码350个氨基酸。推测编码的蛋白质的分子式为C3736H6248N1218O1572S217,相对分子量大约为31.6KD,预测pI值为5.48,半衰期约为100h,其不稳定指数为39.09,属稳定性蛋白质,该蛋白含正电荷残基(Arg+Lys)27个,负电荷残基(Asp+Glu)37个,总平均疏水指数为-0.215,脂溶性指数为89.10,预测显示该蛋白为脂溶性蛋白。利用荧光定量PCR分析黄麻在干旱胁迫下,随着时间的变化,CcSnRK2基因表达量升高后又下降。说明CcSnRK2基因在黄麻面对干旱胁迫时发挥着一定的作用。
【学位单位】：福建农林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：S563.4;S423
【部分图文】：

（Ｆｕｊｉｔａ，?Ｙｏｓｈｉｄａ?ｃｔ?ａｌ．?２０１２）??图１－２植物脱水胁迫反应巾调控ＡＢＲＥ介导的转录因子的ＡＲＥＢ／ＡＢＦ－ＳｎＲＫ２途径??Ｆｉｇ?１?－２?Ｔｈｅ?ＡＲＥＢ／ＡＢＦ－ＳｎＲＫ２?ｐａｔｈｗａｙ?ｔｈａｔ?ｃｏｎｔｒｏｌｓ?ＡＢＲＥ－ｍｅｄｉａｔｅｄ?ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ??ｉｎ?ｄｅｈｙｄｒａｔｉｏｎ?ｓｔｒｅｓｓ?ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ?ｉｎ?ｐｌａｎｔｓ??最近的研究表明，在植物生理抗逆性ＳｎＲＫ２家族成员发挥重要作用，每个激酶的??对逆境胁迫的响应不同的模式：ＳｎＲＫ２可以被ＡＢＡ及干旱胁迫等逆境产生应答，??自身磷酸化调控活性，但是具体的调控机制并没有被完全搞清楚。在检测ＳｎＲＩＣ２??过程中发现其底物主要是碱性亮氨酸拉链（Ｂａｓｉｃ?ｌｅｕｃｉｎｅ?ｚｉｐｐｅｒ，ｂＺＩＰ）转录因子［９３］。??稻ＳＡＰＫ４基因转入不耐盐的品种中后，转基因株系植株比野生型叶片无明显改变??上述实验表明ＳｎＲＫ２家族成员，是植物抗性密切相关，提高植物的抗逆性是ＳｎＲＫ２??的过度表达的主要原因［９５］。ＳｎＲＫ２成员，有些成员没有激活ＡＢＡ诱导的应力信号。??综合的研究结果，提出ＳｎＲＫ２的信号转导通路可能包括的两个过程，一是信号触??放的内源ＡＢＡ，?ＡＢＡ激活ＳｎＲＫ２，活化后的ＳｎＲＫ２可以进一步磷酸化下游ＡＲＥＢ??

电泳检测后，采用生工ＤＮＡ纯化回收试剂盒进行胶回收。??目的片段与克隆载体的连接：??将胶回收纯化后的目的基因片段与克隆载体ＰＭＤ１９－Ｔ?（图２－１）连接，体系如下??ＰＭＤ１９－Ｔ?０?单??Ｓｏｌｕｔｉｏｎ?Ｉ?５．０＾ｉＬ??目的基因?４．２ｊｉＬ??Ｔｏｔａｌ?ｖｏｌｕｍｅ?ｌＯｆｉＬ??混勻后低速离心，４°Ｃ保温过夜。??１７??

．．ｇｔｃｇａｃｇａｔＴ?ａｔｃｔｃ？ａｇａ．．．??ｃａｇｅ?ｔ?ｇｃ?ｌａ?Ｔｔａｇａｇａｒｃｔ．．?（＾＇Ｃｌｏｎｉｎｇ?Ｓｌｔ＜??图２－ｌｐＭＤ?１９－Ｔ载体图谱??Ｆｉｇ．２－ｌ?Ｖｅｃｔｏｒ?ｍａｐ?ｏｆ?ｐＭＤ?１９－Ｔ??连接产物转化大肠杆菌感受态细胞：??１）
【参考文献】

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本文编号：2838137