与大豆SGF14l相互作用的MYB转录因子的鉴定及功能分析

发布时间：2020-05-06 11:10

【摘要】：大豆(Glycine max(Linn.)Merr.)MYB转录因子家族作为一类重要的转录因子家族,在大豆的生长发育、代谢调节等诸多方面发挥着重要的作用。其中R2R3MYB转录因子作为植物中主要的MYB转录因子家族成员,广泛参与到植物胁迫响应、激素信号传导及调节植物株型等生命活动中。14-3-3蛋白广泛存在于真核生物中,其结构高度保守,主要与其靶标蛋白互作从而发挥功能。前人的研究指出,14-3-3蛋白可以通过与MYB转录因子发生相互作用,进一步发挥其功能。本研究在实验室前期工作的基础上,筛选得到与大豆SGF14l相互作用的MYB转录因子,并对其进行生物信息学分析及初步功能分析,主要研究结果如下:1.通过酵母双杂交实验,在候选的5个MYB转录因子基因中鉴定发现GmMYB81能够与SGF14l发生相互作用,而其他4个转录因子不能与SGF14l发生相互作用。并通过在烟草体内进行的双分子荧光互补实验,进一步验证了二者的互作关系,发现其互作发生在细胞核中。同时,研究发现GmMYB81不仅能够形成同源二聚体,还能与GmMYB176形成异源二聚体,并且这种异源二聚体也形成于细胞核内。2.通过对GmMYB81在大豆不同组织以及不同非生物胁迫、激素处理下的表达模式分析得知:对于各组织中的表达模式而言,GmMYB81在根瘤中的表达水平最高,在根以及花中的表达量较低;在不同时期的种子中,GmMYB81表达量随着种子的成熟而逐渐升高;在不同非生物胁迫处理下,GmMYB81对于盐处理的响应程度最为明显,表现为先小幅度下降后持续上升的趋势;而冷处理以及干旱处理的响应模式均表现为先上升后下降最后保持平稳。激素处理方面:对ABA、MeJA及SA的处理,均有一定响应但受SA诱导明显。3.在大豆中克隆长度为1512bp的GmMYB81启动子序列,通过PlantCARE网站对其序列所包含的顺式作用元件进行分析,发现在该启动子中存在着与光反应、干旱响应以及生长素响应等顺式作用元件;利用Gateway技术,将克隆得到的启动子片段构建至pMDC162载体上,并利用花浸法转化拟南芥,获得T_2代后通过GUS染色对该启动子所驱动的GUS基因在不同组织、萌发过程以及甘露醇模拟干旱胁迫条件下的表达模式进行了分析。4.将GmMYB81在拟南芥中进行异源过表达,观察表型,发现GmMYB81过表达株系存在着植株整体株型小、分枝增多及顶端优势减弱的特征。并且抽薹时间较野生型晚,但抽薹时莲座叶数无明显差别,整体寿命较野生型更长。转录组测序结果显示差异基因主要集中在植物激素调节通路等方面,并且通过qRT-PCR验证发现AtSMXL8以及AtIAA29的表达量均有所下降,而15个WRKY转录因子的表达水平均发生了上调。5.对野生型和GmMYB81过表达株系分别进行盐胁迫、旱胁迫处理发现:GmMYB81过表达株系在盐胁迫条件下的萌发率和绿苗率均高于野生型,但其在幼苗期的根伸长率与野生型未存在明显差异,说明GmMYB81的过表达对于提高拟南芥在萌发阶段的耐盐性有明显的作用;在干旱胁迫条件下,转基因株系在种子萌发阶段同样具有更高的耐受性,即GmMYB81过表达提高了种子萌发阶段植物对干旱胁迫的耐受性。6.对AtWRKY28,AtWRKY53,AtWRKY60,AtWRKY70,AtSMXL8及AtIAA29这6个基因上游2000bp启动子区域序列进行分析,发现在这6个基因上游2000bp左右启动子区域内均包含MYB转录因子预测的结合位点,主要为MRE结合位点以及MBS结合位点。克隆得到包含MYB预测结合位点的6个基因启动子片段,并通过酵母单杂交实验进行检验,发现GmMYB81仅与WRKY28pro-1片段发生互作,初步说明GmMYB81可以直接结合于AtWRKY28的启动子区域。
【图文】：

1.1 14-3-3 蛋白同源二聚体结构示意图（Hui et alFig.1.1 Structure of 14-3-3 homodimer(Hui et al., 2

图 1.2 14-3-3 蛋白功能示意图（周颖等，，2012）Fig.1.2 The model of 14-3-3 protein function(周颖等, 2012)
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q943.2

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本文编号：2651173