植物海藻糖合成途径基因TPPB的克隆及抗旱功能分析
发布时间：2021-10-27 08:45
油菜Brassica napus L.属于十字花科芸薹属,是我国重要的油料作物,也是需水量大、耐旱性差的植物。在油菜的生长周期内,季节性干旱频繁发生,常导致出苗不齐、生长缓慢乃至产量下降。因此,通过基因工程培育抗旱型油菜对于降低干旱对其产量的影响有着重要的意义。海藻糖作为重要的细胞渗透保护剂,在非生物胁迫包括干旱、盐渍、冷冻等逆境中都发挥着重要的作用。前人研究发现将水稻中海藻糖合成途径基因OsTPP1在玉米中过表达,可以提高转基因玉米的抗旱性并显著增加其产量,这暗示TPP基因家族有可能响应干旱逆境。拟南芥作为十字花科的模式植物,可以为油菜抗旱功能基因的挖掘提供众多的候选基因。通过海藻糖合成基因在拟南芥抗旱响应的分子机制研究,还可以为揭示TPP基因在油菜干旱响应及其动态调控的分子机制提供理论指导。本文中,我们发现拟南芥海藻糖-6-磷酸磷酸酶基因（TPP）家族的成员AtTPPB基因功能缺失增加植株的干旱敏感,而过表达AtTPPB可以提高植株的耐旱能力。通过酵母单杂交实验表明,DREB1A能够直接结合AtTPPB基因启动子区的DRE/CRT元件,说明DREB1A可能通过结合于AtTPPB基因...
【文章来源】：福建农林大学福建省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
甘蓝型油菜作物干旱胁迫下的生理和形态特征反应[3]
图 1-2. 拟南芥中 ABA 相关的 AREB 型转录因子介导的干旱胁迫信号传导网络e 1-2. Drought stress signaling networks mediated by ABA-related AREB type transcfactors in Arabidopsis 不依赖 ABA 的干旱信号转导对干旱诱导基因的分析表明，水缺乏的初始信号与特定基因的表达之间赖 ABA 的信号转导级联[35]。通过对 ABA 缺失突变体（aba）和对 A突变体（abi）的研究发现主要有两类基因对干旱逆境的应答不需要 A。第一类基因的启动子区域中存在 9bp（TACCGACAT）保守序列即 D用元件被认为参与干旱和冷响应基因表达[36-38]。DREB 具有保守的 结构域，其可以特异性结合 DRE/CRT 顺式作用元件以激活干旱胁迫的表达，是非 ABA 依赖型通路中的关键调控因子。拟南芥中的 DRE，盐和热胁迫诱导[39, 40]，并且渗透胁迫作用下在 ABA 非依赖性通因表达中发挥关键作用[40, 41]。但也因 DREB2A 诱导许多编码参与应
图 1-3. 植物细胞中活性氧（ROS）生成和清除途径的部位[57]Figure 1-3. Localization of reactive oxygen species (ROS) generation and scavenging pathways inplant cells[57]水-水循环对 O2 - 和 H2O2进行解毒，AOX 降低了类囊体中 O2 -的生成速率[左上;在一些植物中，铁超氧化物歧化酶（FeSOD）可能取代叶绿体中的 CuZnSOD]。不经过该循环、在基质中产生的 ROS 都要经历 SOD 和抗坏血酸 - 谷胱甘肽循环解毒。PrxR 和 GPX 也参与基质中以去除 H2O2（右中）。当电子传递链过度还原时，在光捕获复合物（LHC）处以其三重态激发的叶绿素（Chl）可以产生1O2。在过氧化物酶体中产生的 ROS 被 SOD，CAT 和 APX分解（右上）。SOD 和抗坏血酸 - 谷胱甘肽循环的其他组分也存在于线粒体中。此外，AOX可防止线粒体中的氧化损伤（右下）。胞质溶液含有在基质中发现的同一组酶（左下）。膜结合酶以白色描绘，GPX 途径以虚线表示，PrxR 途径由基质和胞质溶胶中的虚线表示。尽管不同隔室中的通路大多彼此分开，但是 H2O2可以容易地通过膜扩散，并且抗氧化剂如谷胱甘肽和抗坏血酸可以在不同隔室之间运输。1.3.1.4 其他细胞器在 ABA 和干旱等不利环境条件下，质外体也可以产生 H2O2[78]。拟南芥中保卫和叶肉细胞中表达的两种主要 NADPH 氧化酶，它们已被证明是造成 ABA 诱导下质外体中产生 ROS 的原因[79]。ROS 形成酶还有细胞壁相关的氧化酶、过氧
【参考文献】：
期刊论文
[1]外源油菜素内酯对三种杨树在干旱、盐和铜胁迫下光合生理的影响[J]. 李涛涛,高永峰,马瑄,陈永富,王阳,马金彪. 基因组学与应用生物学. 2016(01)
[2]The Role of Phytochrome in Stress Tolerance[J]. Rogério Falleiros Carvalho,Marcelo Lattarulo Campos,Ricardo Antunes Azevedo. Journal of Integrative Plant Biology. 2011(12)
[3]外源海藻糖提高黄瓜抗旱性研究初探[J]. 胡慧芳,马有会. 沈阳农业大学学报. 2008(01)
[4]PEG-6000模拟干旱胁迫对不同甘蓝型油菜品种萌发和幼苗生长的影响[J]. 杨春杰,张学昆,邹崇顺,程勇,郑普英,李桂英. 中国油料作物学报. 2007(04)
本文编号：3461260
【文章来源】：福建农林大学福建省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
甘蓝型油菜作物干旱胁迫下的生理和形态特征反应[3]
图 1-2. 拟南芥中 ABA 相关的 AREB 型转录因子介导的干旱胁迫信号传导网络e 1-2. Drought stress signaling networks mediated by ABA-related AREB type transcfactors in Arabidopsis 不依赖 ABA 的干旱信号转导对干旱诱导基因的分析表明，水缺乏的初始信号与特定基因的表达之间赖 ABA 的信号转导级联[35]。通过对 ABA 缺失突变体（aba）和对 A突变体（abi）的研究发现主要有两类基因对干旱逆境的应答不需要 A。第一类基因的启动子区域中存在 9bp（TACCGACAT）保守序列即 D用元件被认为参与干旱和冷响应基因表达[36-38]。DREB 具有保守的 结构域，其可以特异性结合 DRE/CRT 顺式作用元件以激活干旱胁迫的表达，是非 ABA 依赖型通路中的关键调控因子。拟南芥中的 DRE，盐和热胁迫诱导[39, 40]，并且渗透胁迫作用下在 ABA 非依赖性通因表达中发挥关键作用[40, 41]。但也因 DREB2A 诱导许多编码参与应
图 1-3. 植物细胞中活性氧（ROS）生成和清除途径的部位[57]Figure 1-3. Localization of reactive oxygen species (ROS) generation and scavenging pathways inplant cells[57]水-水循环对 O2 - 和 H2O2进行解毒，AOX 降低了类囊体中 O2 -的生成速率[左上;在一些植物中，铁超氧化物歧化酶（FeSOD）可能取代叶绿体中的 CuZnSOD]。不经过该循环、在基质中产生的 ROS 都要经历 SOD 和抗坏血酸 - 谷胱甘肽循环解毒。PrxR 和 GPX 也参与基质中以去除 H2O2（右中）。当电子传递链过度还原时，在光捕获复合物（LHC）处以其三重态激发的叶绿素（Chl）可以产生1O2。在过氧化物酶体中产生的 ROS 被 SOD，CAT 和 APX分解（右上）。SOD 和抗坏血酸 - 谷胱甘肽循环的其他组分也存在于线粒体中。此外，AOX可防止线粒体中的氧化损伤（右下）。胞质溶液含有在基质中发现的同一组酶（左下）。膜结合酶以白色描绘，GPX 途径以虚线表示，PrxR 途径由基质和胞质溶胶中的虚线表示。尽管不同隔室中的通路大多彼此分开，但是 H2O2可以容易地通过膜扩散，并且抗氧化剂如谷胱甘肽和抗坏血酸可以在不同隔室之间运输。1.3.1.4 其他细胞器在 ABA 和干旱等不利环境条件下，质外体也可以产生 H2O2[78]。拟南芥中保卫和叶肉细胞中表达的两种主要 NADPH 氧化酶，它们已被证明是造成 ABA 诱导下质外体中产生 ROS 的原因[79]。ROS 形成酶还有细胞壁相关的氧化酶、过氧
【参考文献】：
期刊论文
[1]外源油菜素内酯对三种杨树在干旱、盐和铜胁迫下光合生理的影响[J]. 李涛涛,高永峰,马瑄,陈永富,王阳,马金彪. 基因组学与应用生物学. 2016(01)
[2]The Role of Phytochrome in Stress Tolerance[J]. Rogério Falleiros Carvalho,Marcelo Lattarulo Campos,Ricardo Antunes Azevedo. Journal of Integrative Plant Biology. 2011(12)
[3]外源海藻糖提高黄瓜抗旱性研究初探[J]. 胡慧芳,马有会. 沈阳农业大学学报. 2008(01)
[4]PEG-6000模拟干旱胁迫对不同甘蓝型油菜品种萌发和幼苗生长的影响[J]. 杨春杰,张学昆,邹崇顺,程勇,郑普英,李桂英. 中国油料作物学报. 2007(04)
本文编号：3461260
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