番茄果实中SlSWEET7a基因的表达特性及遗传转化

发布时间：2017-12-29 15:58

本文关键词：番茄果实中SlSWEET7a基因的表达特性及遗传转化　出处：《沈阳农业大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：糖是植物生长发育过程中重要的能源物质,糖分的积累和运输对番茄的风味及品质来说至关重要。糖在植物体内的运输离不开糖转运蛋白,它们负责糖类物质的分配和运输。SlSWEET7a基因是新型糖转运蛋白家族SWEETs基因家族的成员之一,现今对其研究主要集中在模式植物的花器官和叶片方面,对番茄这种具有肉质果实的作物,SlSWEET7a在其果实发育过程中的具体功能还有待研究。本研究采用qRT-PCR的方法,探究SWEETs基因家族中SlSWEET7a基因在番茄不同时期及不同部位的表达水平,通过构建超表达和沉默载体进行果实瞬时表达和番茄的遗传转化,对SlSWEET7a基因的进行了初步的功能验证,获得的主要研究结果如下:1)通过对茄科SWEET7基因与拟南芥中SWEETs基因家族进行系统进化树分析,发现SlSWEET7a与AtSWEET4～AtSWEET8、StSWEET7a、StSWEET7b具有较高的同源性,作为SWEETs蛋白家族CladeⅡ的成员,预测其在植物中作为糖载体主要进行单糖的转运,可能在植物的花器官中发挥作用,对花粉粒的成熟有着调控作用。2)qRT-PCR分析发现,SlSWEET7a基因在番茄果实中特异性表达,且在绿熟期果实中表达量最高。从不同部位看,果实绿熟期的维管束和果柄中SlSWEET7a表达量最高,且二者都属于韧皮部组织,说明SlSWEET7a有可能影响糖从源器官运输到库器官的易化扩散。而在转色期和红熟期SlSWEET7a表达量都低于对照,表明这个阶段SlSWEET7a基因的作用减弱。从番茄开花至果实成熟的表达分析结果表明番茄花后7d到果实绿熟期这段期间SlSWEET7a表达量显著上调,说明其对花器官及花粉粒的成熟可能有着调控作用,恰好与其生物信息学分析结果一致。3)采用RT-PCR的方法克隆得到番茄的SlSWEET7a基因,并将其与pBI121载体连接,构建了 pBI121-SlSWEET7a基因的超表达载体;同时根据该基因的特异性序列,设计了基因的沉默片段引物,扩增后采用Gateway技术成功构建了该基因的沉默载体pB7GWIWG2(I)-SlSWEET7a。利用农杆菌介导的番茄果实注射法,将构建的pBI121-SlSWEET7a超表达及沉默载体pB7GWIWG2(I)-SlSWEET7a在果实中瞬时表达后,采用实时定量检测基因表达量,结果表明:注射有pBI121-SlSWEET7a超表达载体菌液的果实,其SlSWEET7a基因的表达量是未注射果实的7倍以上;注射带有沉默载体农杆菌菌液的果实,比未注射的果实表达量下调近60倍。以上结果表明构建的SlSWEET7a的超表达和沉默载体在番茄果实中均能够对SlSWEET7a的表达量起到显著影响,可以用于进一步的遗传转化。4)以番茄Micro-Tom为试材,分别对上述构建的载体进行了遗传转化,超表达株系经卡那霉素抗性筛选后获得34株,生根培养后进行PCR检测得到了SlSWEET7 超表达5个株系;沉默载体株系共侵染后经除草剂筛选,获得21株,生根培养后进行PCR检测得到7个沉默株系,转基因植株炼苗成功后,其具体功能有待进一步研究。
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【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S641.2

【参考文献】