马铃薯StGRAS基因家族鉴定与StGAI基因克隆及其遗传转化

发布时间：2020-10-21 12:21

　　 GRAS蛋白是一类高等植物所特有的转录因子,其在植物茎的伸长、根的形态发育、种子的休眠、花的发育、光响应途径以及激素调控方面都有广泛的参与。目前对GRAS转录因子只在模式植物拟南芥中进行了深入的研究。在玉米、水稻、番茄、松树和葡萄几个物种中都鉴定出了GRAS基因家族以及对单个基因的功能进行了初步验证。本试验以马铃薯栽培种“费乌瑞它”为试验材料,通过生物信息学的方法在马铃薯中鉴定了StGRAS转录因子家族,通过实时荧光定量(qRT-PCR)技术分析了部分家族基因在不同组织中的表达量和不同激素诱导下的表达量;利用PCR技术克隆了一个与赤霉素信号通路相关的基因StGAI基因,构建过表达载体和干扰表达载体进行农杆菌介导的马铃薯遗传转化。研究结果如下:1.利用生物信息学的方法在马铃薯栽培种“费乌瑞它”中鉴定了52个马铃薯StGRAS转录因子,并分析发现马铃薯StGRAS基因大部分含有一个外显子,几乎90%的基因为单外显子基因,所有基因分布在12条染色体上。StGRAS蛋白一般由300~800个氨基酸组成,利用进化树分析发现52个马铃薯StGRAS基因可以分为八个亚家族。2.利用PCR技术从马铃薯中克隆到了StGAI基因,该基因属于StGRAS基因家族的DELLA亚家族。基因全长2293 bp,位于11号染色体上,其CDS区长1767bp,编码588个氨基酸残基。3.将PCR克隆到的马铃薯StGAI基因与植物表达载体pBI121,构建了过表达载体。通过WMD3在线网站设计人工miRNA干扰表达载体前体引物,利用重叠PCR技术获得人工miRNA前体片段。构建了干扰表达载体。利用农杆菌介导的遗传转化获得过表达和干扰表达转基因植株。4.利用GA_3对非转基因植株和转基因植株进行处理利用qRT-PCR分析发现两者之中马铃薯StGAI基因在0~48 h内表达量呈上升趋势。分析发现过表达转基因植株中StGAI基因的表达量在各个时间段均高于非转基因,干扰表达转基因植株StGAI基因表达量均低于非转基因植株。
【学位单位】：甘肃农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：Q943.2;S532
【部分图文】：

霉素（GAs）是一类调节植物生长的四环二萜类植物激素。其生物的发育过程，如种子萌发、茎伸长、花粉成熟以及从营养生长到生[75]。在植物的生长发育中，外界胁迫往往导致生长的停滞，因此生长的信号物质，此外 GA 信号途径与植物的其他激素信号途径一些胁迫响应中 GA 起着重要的调节作用。在水稻和拟南芥中筛选物合成或信号转导的突变体来鉴定 GA 感受和信号传导所必需的蛋了 GA 信号传导的模型。目前的 GA 信号模型表明，GA 与可溶性受体 GID1 结合[76]，GA-GID1 复合物随后与 DELA 蛋白相互作用 蛋白通过 SCF（Skip/Cullin/F-box）复合物启动泛素-蛋白酶体途径 E3 泛素酶的作用下 DELLA 被 26S 蛋白酶体降解，DELLA 对 GA[77]。尽管 GA 具有独立的信号通路，但是越来越多的证据表明 GA信号通路出现相互重叠的现象，有研究甚至发现 GA 对 IAA 有正，与 ABA 协同调节植物的一些生理活动。

甘肃农业大学 2019 届硕士学位论文.2 马铃薯 GRAS 基因的定位及命名将获得的马铃薯 GRAS 基因在马铃薯数据库中查找其所在的染色体ttp://solanaceae.plantbiology.msu.edu/cgi-bin/gbrowse/tomato/），将所有序薯上的位置找到，利用软件 Mapinspect 作图，得到基因在染色体上的图 2.1），根据染色体上基因所处的位置顺序进行重新命名。分析发现马条染色体上都有 GRAS 基因的分布。GRAS 基因在马铃薯染色体上分布数到 7 个不等，分布的部位也不一样。将 GRAS 基因在染色体上分布的位依次命名为 StGRAS1-StGRAS52，所有的基因主要分布在染色体的两端

甘肃农业大学 2019 届硕士学位论文、水稻、番茄做进化树进行分析。将拟南芥、水稻、番茄的蛋白质序列蛋白质序列共 189 条其中马铃薯 52 条、拟南芥 33 条、番茄 53 条和水使用 MEGA5.1 软件，采用邻进法（Neighbor-Joining）算法绘制系统发育分析发现马铃薯 StGRAS 家族基因可以分成 8 个亚家族：SCR、LISLLA、Ls、HAM、PATI、SH 和 SCL3（图 2.2）。各个亚家族所在的基因不同，亚家族中 PAT1 和 HMA 家族分别具有 10 条和 15 条。其他亚家R、LISCL、DELLA、SCL3、SHR 家族分别具有 4、8、5、4、4、3、2 StGRAS 基因。在马铃薯所有 StGRAS 蛋白的进化树分析结果显示，归A 亚家族的蛋白数目最多。在马铃薯中与拟南芥（AtSCL6、22、27）最原序列为 StGRAS7、StGRA35、StGRA10、StGRA49 四条。
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 ;秘鲁科学家培育出高产马铃薯种子[J];宁波农业科技;2008年04期

2 胡建华;文虹琼;赵玉文;;山区马铃薯优质高产技术推广研究[J];种子科技;2019年08期

3 宿秀丽;方治国;张杰;温海霞;朱杰;王四清;李雄才;吴山;;不同肥料对马铃薯产量及品质的影响[J];湖北农业科学;2019年23期

4 徐立斌;;马铃薯常见病虫害防治技术[J];农民致富之友;2018年22期

5 张万恒;张恒嘉;王泽义;高佳;;秸秆覆盖方式对西北旱作马铃薯产量效益的影响[J];农业工程;2018年12期

6 刘崇林;赵胜雪;胡军;沙龙;于志成;;马铃薯机械发展趋势探讨[J];南方农机;2019年01期

7 石景东;;脱毒马铃薯高产栽培管理技术[J];吉林农业;2019年02期

8 肖伟中;高迎春;陈海需;张艳山;;小型马铃薯捡拾分级机的设计与试验[J];农机化研究;2019年12期

9 范国权;高艳玲;张威;张抒;申宇;邱彩玲;白艳菊;刘凯;喻江;;马铃薯主要病毒侵染不同品种症状及对产量的影响[J];中国马铃薯;2019年01期

10 胡志忠;;黑龙江马铃薯高产栽培技术研究[J];农民致富之友;2019年05期

相关博士学位论文 前10条

1 梁蕊芳;增效氮肥对马铃薯氮素吸收利用及土壤温室气体排放的影响[D];内蒙古农业大学;2019年

2 寇爽;腐胺合成途径在马铃薯抗寒中的作用及机制解析[D];华中农业大学;2019年

3 唐建昭;北方农牧交错带马铃薯基于缩差和增效的种植管理模式研究[D];中国农业大学;2018年

4 段绍光;马铃薯种质资源遗传多样性评价和重要性状的遗传分析[D];中国农业科学院;2017年

5 刘娟;马铃薯种质资源加工性状评价及品种筛选[D];甘肃农业大学;2018年

6 余斌;引进马铃薯种质资源表型多样性分析及块茎品质的综合评价[D];甘肃农业大学;2018年

7 杨乐;马铃薯野生种S.pinnatisectum抗晚疫病基因分子作图及PME/PMEI家族基因表达分析[D];西北农林科技大学;2018年

8 王丹;专用型马铃薯优良新品系选育研究[D];内蒙古农业大学;2016年

9 李经纬;马铃薯茎尖与病毒超低温保存技术的研究及超低温疗法脱毒试管苗的耐盐性评价[D];西北农林科技大学;2019年

10 马力阳;地形视角下农户马铃薯种植规模与绩效研究[D];中国农业科学院;2019年

相关硕士学位论文 前10条

1 吴英英;大豆隐花色素基因转化马铃薯及功能分析研究[D];宁夏大学;2019年

2 任秋实;地下渗灌及水氮配置对马铃薯生长发育的影响研究[D];宁夏大学;2019年

3 赵彦波;不同水氮处理对马铃薯生长和土壤水氮运移分布的影响[D];宁夏大学;2019年

4 耿浩杰;水肥一体化条件下施氮比例分配对马铃薯生长和养分吸收的影响规律试验研究[D];宁夏大学;2019年

5 陈超;宁南半干旱区覆盖结合施氮对土壤理化性质及马铃薯生长的影响[D];宁夏大学;2019年

6 买玉花;马铃薯全粉加工过程中褐变控制及物化特性的应用研究[D];宁夏大学;2019年

7 厉浩;马铃薯间作玉米、蚕豆下生长发育及种间关系研究[D];宁夏大学;2019年

8 贺锦红;种植模式对半干旱地区马铃薯淀粉积累及产量的影响[D];宁夏大学;2019年

9 张梦超;非油炸方便型马铃薯热干面的品质改良及其干燥特性研究[D];华中农业大学;2019年

10 陈志鹏;三角链半杯勺式马铃薯精密播种机的设计与试验研究[D];华中农业大学;2019年

本文编号：2850110