马铃薯NF-YB基因家族鉴定及StNF-YB3.1在马铃著中的功能分析

发布时间：2017-12-24 04:32

本文关键词：马铃薯NF-YB基因家族鉴定及StNF-YB3.1在马铃著中的功能分析　出处：《内蒙古大学》2017年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：核因子-Y(Nuclear factor-Y,NF-Y)是真核生物中普遍存在的一类转录因子,由NF-YA,NF-YB和NF-YC三种亚基组成,在植物发育和环境压力应答等生理过程中发挥重要作用。本研究以马铃薯作为研究材料,基于拟南芥和番茄中报道的核转录因子NF-YB,在马铃薯基因组中分离鉴定了 20个NF-YB蛋白的编码基因。这些基因分布在马铃薯12条染色体的8条染色体上。系统进化分析表明马铃薯20个NF-YB基因聚类形成5个进化分枝。蛋白序列多重比对结果显示马铃薯NF-YB蛋白具有高度保守的核心结构域,而N-端和C-端保守性较差。基因结构分析表明多数马铃薯NF-YB基因同系物间具有相同的基因结构。RNA-seq数据显示马铃薯NF-YB基因具有不同的组织特异性和非生物胁迫诱导表达模式。马铃薯20个NF-YB基因中,StNF-YB3.1与拟南芥AtNF-YB3基因及其水稻和小麦中的同源基因OsNF-YB11/HAP3H和TaNF-YB3同源性最高,通过RACE方法克隆StNF-YB3.1基因全长(1171bp),并对其功能进行深入分析。RNA-seq及qRT-PCR结果表明StNF-YB3.1基因在马铃薯各种组织中广泛表达。通过农杆菌转化获得超表达StNF-YB3.1的马铃薯转基因植株,田间试验结果表明超表达StNF-YB3.1导致马铃薯开花时间提前、叶片中叶绿素含量显著增加。与非转基因植株相比,转基因(超表达StNF-YB3.1)马铃薯植株叶片的光合速率和气孔导度在整个生育期内都显著下降,块茎数量和产量显著降低。气孔性状相关试验表明叶片表皮保卫细胞大小和气孔密度在转基因植株与非转基因植株间没有显著差异,然而与非转基因植株相比,植物激素脱落酸(ABA)介导的气孔关闭能力在转基因植株中显著提高。ABA信号通路中控制气孔关闭的关键因子,如StCPK10-like,StSnRK2.6/OST1-like,StSnRK2.7-like等基因及其下游调控基因StSLAC1-like的表达在转基因植株都显著增强。因此我们推测马铃薯中超表达StNF-YB3.1促进ABA介导的气孔关闭,促使转基因植株光合速率及气孔导度下降,进而导致马铃薯产量降低。
【学位授予单位】：内蒙古大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S532

【参考文献】