欧洲葡萄VvDRL1基因的功能研究

发布时间：2017-12-15 14:36

  本文关键词：欧洲葡萄VvDRL1基因的功能研究

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【摘要】：NAC转录因子是植物特有的一类转录因子。其共同特点是在N端含有一段高度保守、由约150个氨基酸组成的NAC结构域,而C端为高度变异的转录调控区。研究表明,NAC转录因子在植物的开花诱导,胚胎发育,次生壁加厚,细胞分裂等方面发挥着重要作用。本研究以欧洲葡萄“粉红亚都蜜”(Yatomi Rosa)为材料,采用同源克隆法进行NAC转录因子VvDRL1基因及其启动子(PVvDRL1)基因的克隆,通过构建pWR306-VvDRL1过量表达载体以及pCAMBIA1391Z-PVvDRL1表达载体,利用农杆菌介导的叶盘法遗传转化本氏烟草,获得稳定整合的转基因植株,以验证VvDRL1基因的功能。研究结果如下:(1)转基因烟草植株生长迟缓,叶片向内卷曲利用石蜡切片进行显微结构观察,转基因植株主叶脉上表皮下面缺失2-3层厚壁细胞,且转基因植株海绵组织内的空隙明显多于野生型植株。研究结果表明,VvDRL1基因在调控植株的形态发育方面起着重要作用。(2)转基因烟草植株果实小,结实率低通过花粉离体萌发法、I2-KI法和FDA染色法检测转基因植株花粉的活性和育性,结果发现离体萌发4-6 h时WT植株的花粉萌发率为86.84%,而转基因植株的花粉萌发率仅为14.08%;用1%I2-KI溶液染色发现WT植株花粉被染成深蓝色的占84.72%,而转基因植株只有21.95%被染成蓝色,且颜色较浅;通过用FDA染色,在荧光显微镜蓝光下观察,发现WT植株花粉荧光较强的占92.45%,而转基因植株只有25.00%。将PVvDRL1转基因烟草不同发育时期的花进行GUS染色,发现该基因在柱头中的染色最深,其次是花粉,随着发育时期的延长染色逐渐加深。研究结果表明,VvDRL1基因在调控花发育方面起着重要作用。(3)转基因烟草植株延缓衰老对幼叶、成熟叶、老叶和黄叶进行实时荧光定量PCR分析,发现VvDRL1基因在不同发育时期的叶片中表达量不同,依次为幼叶成熟叶老叶黄叶;分别测定苗龄为8周的WT和转基因植株叶片的鲜重、叶绿素含量、叶绿素荧光和离子渗透率,发现转基因植株叶绿素含量和叶绿素荧光显著高于WT,离子渗透率显著低于WT;将PVvDRL1转基因烟草植株进行GUS染色,发现越嫩的叶片染色越深,越老的叶片染色越浅。研究结果表明,VvDRL1基因与调控植株衰老方面发挥着重要的作用。(4)VvDRL1基因通过ABA途径介导植物延缓衰老过程用3种促进生长的激素(IAA、6-BA、GA3)和4种促进衰老的激素(ETH、MeJA、SA、ABA)处理葡萄成熟叶片,采用qRT-PCR技术分析VvDRL1基因的表达量,结果发现这7种激素随着处理时间的延长表达量均呈现下降趋势,这说明VvDRL1基因可能通过ETH、MeJA、SA、ABA这四种激素调控植株衰老的过程;用ETH、MeJA、SA、ABA这4种激素对转基因烟草成熟叶片进行离体处理,发现经ABA处理后,转基因叶片仍然保持一部分绿色,而WT叶片全部黄化,经ETH、MeJA、SA处理后,转基因和WT叶片均出现黄化现象;同时,采用qRT-PCR技术,分析与ABA合成途径相关的关键基因的表达,发现它们的表达均呈现下降趋势,以上研究结果表明VvDRL1基因是通过ABA途径介导植物延缓衰老的过程。
【学位授予单位】：河南科技学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S663.1;Q943.2

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本文编号：1292340