枳两个基因PtrABF和PtrCDPK转化枳的抗逆功能及其作用机制解析

发布时间：2016-12-02 14:32

  本文关键词：枳两个基因PtrABF和PtrCDPK转化枳的抗逆功能及其作用机制解析，，由笔耕文化传播整理发布。

《华中农业大学》 2015年

枳两个基因PtrABF和PtrCDPK转化枳的抗逆功能及其作用机制解析

张庆华  

【摘要】：柑橘在生长发育的过程中易受到各种逆境胁迫,因此会对柑橘产业产生影响。为解决这些问题必须加强培育抗性强的柑橘品种。传统的育种手段对于果树育种来说,需要的周期长,局限性较大,而随着基因工程技术的应用,将一些具有抗性的基因转入柑橘中将加快柑橘育种的进程。枳(Poncirus trifoliata)是柑橘中广泛应用的砧木之一,具有较强的抗寒性。已有研究表明,ABF和CDPK能被逆境诱导表达,参与逆境响应调控。本研究利用超表达Ptr ABF和Ptr CDPK早实枳,进一步分析了它们的基因功能及其作用机理,研究结果如下:1、对Ptr ABF基因转早实枳株系进行PCR鉴定,获得6株阳性转基因植株。Ptr ABF基因在#8和#10株系中超量表达。试验结果显示,转基因株系较野生型有较强的抗脱水能力。扫描电镜观测显示转基因植株的气孔密度和开度较野生型降低。RT-PCR显示气孔发育相关基因SPCH、FAMA和MUTE在转基因株系中表达量下降。Ptr ICE1是气孔发育的关键基因,利用酵母双杂交和Bi FC技术表明Ptr ABF能与Ptr ICE1互作。对正常条件下的野生型和#10系进行基因芯片杂交,共挑选出70个差异表达基因,其中上调表达42个,下调表达28个。随机挑选了10个上调表达基因进行了RT-PCR验证与芯片结果一致。在上调表达的42个差异基因中,33个差异基因有功能注释。并分析了33个上调表达的差异基因的启动子中的ABREs(ABA-responsive elements)和CEs(coupling elements)顺式作用元件。33个上调表达的差异基因中,大部分启动子中仅包括ABREs、CEs或二者的组合式顺式作用元件,只有5个不含有ABREs或CEs顺式作用元件。基因芯片分析显示,Pt POD和Pt ADC的转录水平在转基因系(#10和#8)中表达高于野生型(WT)。酵母单杂交和瞬时表达进一步验证了Ptr ABF能与Pt ADC和Pt POD启动子互作。转基因系中POD酶活性在脱水处理前后是野生型的大约2倍,脱水处理后,在转基因株系中POD、CAT、SOD酶活性均高于野生型,此结果与其基因表达量一致。ROS结果显示转基因叶片中H2O2和O2-的含量均显著低于野生型,与DAB和NBT的染色结果一致。此外,转基因系中MDA含量显著低于野生型,与较低ROS积累结果一致。正常生长条件下的转基因系中的自由态多胺(腐胺、精胺、亚精胺)均高于野生型。不同浓度的D-arg(ADC抑制剂)预处理转基因株系,脱水处理后,转基因株系中H2O2和O2-的积累和含量随着D-arg浓度的增加而增加。不同浓度的双胍辛胺乙酸盐预处理后再进行脱水处理,结果显示,随着双胍辛胺乙酸盐浓度的增加,转基因系中H2O2的积累较野生型少,且转基因株系中抗氧化物酶的基因表达和酶活性也比野生型降低。2、Ptr CDPK编码一类丝氨酸/苏氨酸激酶,开放读码框含有1676bp碱基,编码558个氨基酸,该蛋白的分子量为63.25 k Da,等电点为8.26。Ptr CDPK的催化区含有1个保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶结合区和调控区含有4个EF手型结构钙结合区,氨基酸比对显示与其他物种的相似性较高。与拟南芥CDPK家族进行进化树分析显示Ptr CDPK被划分为第III族成员。Ptr CDPK能响应多种胁迫如ABA、干旱、盐等,并定位于细胞核和细胞膜上。对Ptr CDPK基因转早实枳株系进行PCR鉴定,获得4株阳性转基因植株。Ptr CDPK基因在#34和#36株系中超量表达。转基因植物具有较强的抗脱水能力,转基因植物的相对失水率、电导率、MDA含量均低于野生型。转基因株系积累较少的ROS,且测定的抗氧化酶的活性及其酶的基因表达量均高于野生型。生物信息学分析发现SOD、POD和CAT基因中含有多个CDPK可磷酸化位点,包括Ser、Thr、Try。综上所述,Ptr CDPK可能通过磷酸化抗氧化酶的方式提高ROS的清除提高转基因株系的抗脱水能力。

【关键词】：
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S666
【目录】：

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1 陈金焕;夏新莉;尹伟伦;;植物2C类蛋白磷酸酶及其在逆境信号转导中的作用[J];北京林业大学学报;2010年05期

2 黄小云,向邓云,谈锋;自然降温过程中草珊瑚抗寒适应性研究——水分、渗透调节物的动态变化与低温半致死温度的关系[J];重庆师范学院学报(自然科学版);2002年01期

3 李惠梅,师生波;增强UV-B辐射对麻花艽叶片的抗氧化酶的影响[J];西北植物学报;2005年03期

4 彭良志;;对2008年柑桔冻害的思考和冻害果园管理建议[J];中国果业信息;2008年03期

5 王邦锡,孙莉,黄久常;渗透胁迫引起的膜损伤与膜脂过氧化和某些自由基的关系[J];中国科学(B辑 化学 生命科学 地学);1992年04期

6 王磊,赵军,范云六;玉米Cat1基因顺式元件ABRE2结合蛋白ABP9的基因克隆及功能分析[J];科学通报;2002年15期

7 杨颖;高世庆;唐益苗;冶晓芳;王永波;刘美英;赵昌平;;植物bZIP转录因子的研究进展[J];麦类作物学报;2009年04期

8 杜秀敏,殷文璇,赵彦修,张慧;植物中活性氧的产生及清除机制[J];生物工程学报;2001年02期

9 许凯扬;叶万辉;沈浩;李静;;低温胁迫下喜旱莲子草幼苗膜脂过氧化及保护酶活性的变化[J];生态科学;2006年02期

10 陶大立;何兴元;;国内植物环境胁迫研究应注意的几个基本问题[J];生态学杂志;2009年01期

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1 高世庆;大豆、小麦抗逆相关Gm/TaAREB转录因子基因、启动子克隆及功能鉴定[D];中国农业科学院;2007年

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1 李凯;杨建平;马宁;殷昭平;冯其伦;;低温处理对裸仁南瓜幼苗抗寒性指标的影响[J];山东农业科学;2009年01期

2 洪晓晓;于晓英;;园林地被植物抗旱机制研究进展[J];山东农业科学;2009年05期

3 李小刚;宋云鹏;王静;杨凤娟;王秀峰;魏珉;史庆华;;外源蔗糖对NO_3~-胁迫下黄瓜幼苗生长及抗氧化酶活性的影响[J];山东农业科学;2011年07期

4 葛飞;桂琳;汤斌;陶玉贵;黄寅;李婉珍;;细脚拟青霉产胞外抗氧化活性成分培养基的优化[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2009年01期

5 王贵元;林小芳;;蔬菜作物高温逆境及其耐热性研究进展[J];安徽农学通报;2006年11期

6 南芝润;范月仙;;植物过氧化氢酶的研究进展[J];安徽农学通报;2008年05期

7 陈素华;顾和平;陈新;张红梅;姜晓宁;张琤琤;;植物毒素及其在农业上的应用[J];安徽农学通报;2008年17期

8 叶亚新,金进,王金虎;稀土镧对镉胁迫小麦的防护效应[J];安徽农业科学;2005年05期

9 马原松,王启明,吴诗光,徐心诚;干旱胁迫下大豆苗期生理生化指标的研究[J];安徽农业科学;2005年06期

10 张巍巍;赵天宏;王美玉;;对流层臭氧浓度升高对植物的影响[J];安徽农业科学;2006年08期

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1 张钟;张志海;;黑糯玉米芯色素(BGCP)的抗氧化活性研究[A];食品安全的理论与实践——安徽食品安全博士科技论坛论文集[C];2005年

2 汪天;孟艳琼;谷凤;傅玉兰;;多胺代谢及其与农产品贮藏保鲜关系的研究[A];食品安全的理论与实践——安徽食品安全博士科技论坛论文集[C];2005年

3 王则金;胡亮;童金华;陈纯;;贮藏温度和成熟度对番木瓜冷害影响研究[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年

4 李晚忱;杜娟;;外源超氧化物歧化酶基因(MnSOD)在玉米中的过量表达及其对提高抗逆性的作用[A];2003年全国作物遗传育种学术研讨会论文集[C];2003年

5 高世庆;陈明;马有志;;一种有效构建酵母单杂交的报道子的方法[A];2003年全国作物遗传育种学术研讨会论文集[C];2003年

6 马均;李敏;傅泰露;;水稻开花期一些生理生化特性及其与耐热性的关系[A];中国作物学会栽培专业委员会换届暨学术研讨会论文集[C];2007年

7 杜健;冯浩;贾涛;王秉荣;夏志明;王成;;强致病落叶型黄萎病遗传基因转化体系构建研究[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集（三）[C];2007年

8 杜健;吴普特;冯浩;王秉荣;王成;王丽;;气候干暖化棉花抗旱种质创新及生态节水机理研究[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集（三）[C];2007年

9 陈立松;刘星辉;;逆境胁迫诱导的氧化胁迫与园艺植物抗氧化作用的研究进展[A];中国科协第3届青年学术年会园艺学卫星会议暨中国园艺学会第2届青年学术讨论会论文集[C];1998年

10 汪良驹;刘友良;马凯;王金中;刘小宁;;NaCl处理对无花果愈伤组织细胞过氧化系统的影响[A];中国科协第3届青年学术年会园艺学卫星会议暨中国园艺学会第2届青年学术讨论会论文集[C];1998年

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1 种培芳;荒漠植物红砂、白刺和沙拐枣抗旱指标及抗旱性综合评价研究[D];甘肃农业大学;2010年

2 帅学宏;山豆根多糖提取工艺及免疫学活性研究[D];甘肃农业大学;2010年

3 李荣春;新型季铵化壳聚糖衍生物的制备及其抑菌和抗氧化活性研究[D];新疆农业大学;2010年

4 崔珏;高脂膳食性氧化应激对淋巴细胞功能抑制机制的研究[D];江南大学;2010年

5 江筠;莲藕中抗氧化成分的抗HIV-1活性及其作用机制研究[D];南开大学;2010年

6 赵宇瑛;黄瓜磷脂酶D和抗氧化系统对采后机械损伤胁迫的响应[D];浙江大学;2011年

7 何影;引入甘氨酸甲基化合成甜菜碱途径提高黑麦草抗旱性研究[D];山东大学;2010年

8 郑维列;西藏色季拉山长鞭红景天种群生态学特性研究[D];中南林业科技大学;2010年

9 陆燕元;干旱胁迫及复水过程中转Cu/Zn SOD和APX基因甘薯生理生化响应机制研究[D];西北农林科技大学;2010年

10 李慧娥;中国野生华东葡萄抗白粉病株系白河-35-1转录因子基因（WRKY）表达与功能研究[D];西北农林科技大学;2010年

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1 张庆福;枳精氨酸脱羧酶基因（PtADC）转化烟草提高抗脱水研究[D];华中农业大学;2010年

2 于晓霞;三个扇子花品种对光照与土壤的适应性及对高温与干旱胁迫生理响应[D];华中农业大学;2010年

3 田霞;水稻叶片生理生化性状与品种抗旱性的关系研究[D];华中农业大学;2010年

4 李秋丽;4个狗牙根品种（系）的耐寒性评价[D];华中农业大学;2010年

5 曹玉江;黄瓜显微结构及类黄酮和类胡萝卜素关键酶基因表达差异的初步研究[D];华中农业大学;2010年

6 黄聪;花生中DREB、bZIP类转录因子耐逆性研究[D];哈尔滨师范大学;2010年

7 田雨露;苯诱发脂质过氧化代谢产物丙二醛的色谱分析方法建立和人群应用的研究[D];郑州大学;2010年

8 黄春旭;应激诱导肉仔鸡氧化损伤的机制研究[D];山东农业大学;2010年

9 韩强;无毛黄瓜抗蚜性机理初步研究[D];山东农业大学;2010年

10 陈秀灵;不结球白菜耐高锌胁迫的生理生化机制研究[D];山东农业大学;2010年

【二级参考文献】

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1 王康;刘艳香;董洁;周禾;董宽虎;;盐胁迫对菊苣幼苗脯氨酸积累及其代谢途径的影响[J];草地学报;2011年01期

2 周瑞莲,王刚;水分胁迫下豌豆保护酶活力变化及脯氨酸积累在其抗旱中的作用[J];草业学报;1997年04期

3 王瑞;马凤鸣;李彩凤;陈胜勇;侯静;;低温胁迫对玉米幼苗脯氨酸、丙二醛含量及电导率的影响[J];东北农业大学学报;2008年05期

4 李松林,乔传卓,苏中武,李承祜;草珊瑚属导管分子的研究[J];第二军医大学学报;1991年04期

5 王俊刚,陈国仓,张承烈;水分胁迫对2种生态型芦苇(Phragmites communis)的可溶性蛋白含量、SOD、POD、CAT活性的影响[J];西北植物学报;2002年03期

6 谢志玉;张文辉;刘新成;;干旱胁迫对文冠果幼苗生长和生理生化特征的影响[J];西北植物学报;2010年05期

7 何承坤,郭素枝,李家慎;干旱胁迫对番茄活性氧代谢的影响[J];福建农业大学学报;1996年03期

8 贾虎森,蔡世英,李德全,韩亚琴;土壤干旱胁迫下钙处理对芒果幼苗光合作用的影响[J];果树科学;2000年01期

9 王雅琴;嗜麦芽假单胞菌热休克基因dnaK启动子的亚克隆及其在大肠杆菌中功能的研究[J];工业微生物;2001年03期

10 孙建琴,孙晓红,王惠群,詹国英,詹键;草珊瑚的毒性研究[J];贵阳医学院学报;1998年01期

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1 黄诚梅;甘蔗脯氨酸积累与△~1-吡咯啉-5-羧酸合成酶（ScP5CS）基因克隆及转化研究[D];广西大学;2007年

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4 占祖兵;张越;赵若苹;王文;;黒腹果蝇中嵌合新基因的进化命运和表达模式[J];动物学研究;2011年06期

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6 卢昌;吴国华;颜新敏;赵志荀;李应国;聂福平;张强;;GeXP多重基因表达分析系统及其应用[J];中国兽医科学;2013年02期

7 胡昊;李进进;王彩云;;反转录实时定量PCR在植物基因表达分析上的研究进展[J];中国农学通报;2013年15期

8 陈鹏;汪长东;黄阜峰;汪越胜;杨广笑;何光源;;拟斯卑尔脱山羊草基因的克隆与表达研究[J];生物技术通报;2008年05期

9 赖灯妮;彭克勤;梁雄;长谷川博;;硝酸盐高亲和水稻品种的筛选与硝酸盐高亲和基因表达分析[J];湖南农业大学学报(自然科学版);2009年06期

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1 陈维;;文昌鱼SOX9基因的克隆与分析[A];遗传学与社会可持续发展——2010中国青年遗传学家论坛论文摘要汇编[C];2010年

2 严佳文;袁飞荣;龙桂友;覃磊;邓子牛;;柑橘内参基因的筛选及其表达稳定性分析[A];中国园艺学会2010年学术年会论文摘要集[C];2010年

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1 张晓东;人和大鼠精子发生相关基因的克隆及其基因结构和功能分析[D];中国协和医科大学;2000年

2 童晓玲;家蚕翅模式决定基因的克隆、表达及功能研究[D];西南大学;2008年

3 周纯葆;基因岛预测与隔离迁移模型并行化[D];吉林大学;2012年

4 张桦;新牧1号杂花苜蓿抗逆相关基因的克隆和功能分析[D];新疆农业大学;2011年

5 邓小敏;小麦CBL基因CIPK基因的克隆及在非生物胁迫中的功能研究[D];华中科技大学;2013年

6 陈银华;几种蔬菜ACC氧化酶基因的克隆与鉴定[D];华中农业大学;2005年

7 景孝堂;Ccd1基因发育表达谱和初步功能研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2005年

8 徐宗大;梅花花器官发育相关MADS-box基因的功能分析[D];北京林业大学;2015年

9 杨居祥;大鼠精子发生中阶段差异表达基因的分离、表达及初步功能研究[D];中国协和医科大学;2000年

10 钟其旺;几种鲆鲽鱼类Myostatin基因的克隆及结构和表达分析[D];中国海洋大学;2007年

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1 刘术金;橡胶树胶乳中性/碱性转化酶基因的克隆及其表达特性研究[D];海南大学;2010年

2 李江;基于Disease Ontology的疾病相似性和基因相似性研究[D];哈尔滨医科大学;2011年

3 唐娟;梨蔗糖与磷脂酰胆碱转运蛋白基因的克隆、序列分析及特性研究[D];南京农业大学;2013年

4 王智宇;睾丸新基因的克隆及其在隐睾模型中的表达分析[D];华中科技大学;2008年

5 甘进锋;几丁质酶抑制活性蛋白酶基因和类胡萝卜素结合蛋白基因转家蚕表达研究[D];西南大学;2009年

6 黄彦;利用Lotka-Volterra方程构建小脑组织发育中基因的调控网络[D];重庆医科大学;2007年

7 王俊;个人免费基因检测项目的商业模式案例研究[D];云南大学;2013年

8 宋绪华;小鼠18S rRNA基因在卵巢和卵母细胞中的表达及其RNAi载体构建[D];山西医科大学;2007年

9 张兰男;初发nonM3CN-AML患者EVI1基因高表达提示预后不良[D];华中科技大学;2013年

10 耿微;利用FOX hunting system技术筛选碱茅中与胁迫相关基因[D];东北林业大学;2010年

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本文编号：202016