白玉兰（Magnolia denudata）MdeSOS1基因的克隆与功能分析

发布时间：2020-05-07 21:07

【摘要】：白玉兰(Magnolia denudata)为木兰属(Magnolia)的落叶乔木,是我国早春优良的观花树种,极具观赏价值。但在木兰属植物的栽培应用中发现,我国一些土壤盐渍化较为严重的地区,木兰属植物生长发育困难,难以形成良好的景观效果。前期研究发现,白玉兰在盐胁迫的环境中具有一定的耐受能力,其相对电导率、丙二醛、脯氨酸、可溶性糖以及过氧化物酶等与氯化钠浓度呈显著正相关,但是关于其抗盐性的分子调控机制尚不清楚。本课题从分子水平上开展白玉兰关键耐盐基因MdeSOS1的功能研究,旨在阐明白玉兰的抗盐机理,为提高木兰属植物的抗盐性提供参考借鉴。主要研究结果如下:(1)白玉兰在受到盐胁迫72 h后,与0 h相比茎段部位钠离子的累积量(1087.34%)明显多于根(64.31%)和叶部(225.44%),同时钾离子在茎中下降最为明显,达到了82.65%。茎对钠离子较强的截留作用可有减少钠离子向叶片中的运输,降低叶片所受伤害;同时钾离子从茎中向根和叶中运输,有助于植株整体来应对盐胁迫。(2)基于geNorm、NormFinder和BestKeeper软件对白玉兰实生苗在NaCl处理下不同组织中的13个候选内参基因表达稳定性分析,筛选出了最合适的内参基因为GBP、UBQ和UBC,其中18S为稳定性最差的内参基因,研究结果为木兰属植物在盐胁迫下目的基因表达提供了稳定可靠的内参基因。(3)利用RT-PCR克隆得到的MdeSOS1基因属于传统的质膜Na~+/H~+逆向转运蛋白家族,其编码序列包含了负责离子转运及代谢的Nhap区域。MdeSOS1基因编码的氨基序列与模式植物拟南芥AtSOS1和杨树PeSOS1的同源性分别达到了62.7%和68.3%。在整个SOS1s基因家族的系统进化分析中,MdeSOS1在双子叶植物中处于较为原始的位置。亚细胞定位结果证明了MdeSOS1基因编码的蛋白位于细胞的质膜上。荧光定量分析显示MdeSOS1优先在茎和根部表达,而茎段部位总体表达量要多于根和叶部。MdeSOS1在茎中的大量表达有助于其对钠钾离子流的调控,决定了离子在不同组织中的分配情况,从而使植株更好的适应盐胁迫。(4)采用农杆菌介导的花序侵染法进行MdeSOS1基因的异源转化,构建35S-MdeSOS1植物表达载体,将MdeSOS1基因转入拟南芥野生型和缺失SOS1基因的拟南芥突变体中,结果发现转基因植株在盐胁迫下与对照相比表现出了更好的适应性,进一步验证了MdeSOS1基因的耐盐功能。
【图文】：

技术路线图,技术路线

合自来水的浇灌处理最有利于植物生长[65]。1.4 本研究的目的意义在木兰属植物的栽培应用中发现，我国一些土壤盐渍化较为严重的地区，木植物生长发育困难，难以形成良好的景观效果。而木兰属植物的嫁接繁殖常常用玉兰作为砧木，因其具有较强的抗性。同时课题组前期研究发现，，白玉兰在盐胁环境中具有一定的耐受能力，其相对电导率、丙二醛、脯氨酸、可溶性糖以及过物酶等与氯化钠浓度呈显著正相关[7]，但是关于其抗盐性的分子调控机制尚不本研究分析了盐胁迫下一年生白玉兰幼苗不同时间内根、茎、叶中所含 Na+和量，研究盐胁迫对离子含量的影响。同时从中鉴定出关键耐盐基因 MdeSOS1 并其表达水平，探讨 MdeSOS1 如何影响离子平衡关系，并通过转基因试验进行异证。旨在揭示 MdeSOS1 基因的作用，为提高木兰属植物的耐盐性研究提供了参1.5 技术路线

白玉兰,表型

瓶口放一弯颈漏斗，静置过夜，第二天于电热板上进行消煮，低温体消失，升高炉温至冒白烟为止，冷却后加入 20 ml 去离子水，过滤，定容摇匀，转移至 100 ml 塑料瓶。用火焰原子吸收法测定 Na+数据处理分析和作图采用 SPSS17.0 和 GraphPad Prism 6 软件。果与分析白玉兰一年生幼苗在盐胁迫下的表型观察观察中，200 mM NaCl 处理后，24 h 内植株叶片基本无变化，48 h现较为明显的干枯变黄，随着胁迫时间的延长，叶片焦黄面积增大胁迫 96 h 时，底部叶片基本干枯坏死，同时上部叶片叶缘开始出 h 后，上部叶片已经开始凋落(图 2.1)。
【学位授予单位】：浙江农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q943.2;S685.15

【参考文献】