碱胁迫相关番茄转录因子的克隆与功能分析
发布时间：2022-01-03 00:43
盐碱胁迫作为主要的非生物胁迫,严重影响作物的生长发育过程,进而影响作物的产量与品质。碱胁迫与盐胁迫相比,分子机制更加复杂。在碱胁迫条件下,植物前期反应与盐胁迫相似,所涉及基因表达调控网络较盐胁迫更加快速和复杂。番茄作为重要的经济作物和模式作物,对研究植物响应碱胁迫的分子机制具有重要意义。我们的前期工作对碱胁迫处理后的拟南芥根尖进行了转录组测序,挖掘受碱胁迫显著诱导的转录因子,构建番茄中过表达和其突变体转基因植物,深入探讨番茄耐碱胁迫的分子机制,具体结果如下:（1）通过对拟南芥Col-0根尖的细胞学观察,发现碱胁迫抑制分生区的细胞分裂活性,抑制分生区和伸长区的大小进而抑制根的生长。（2）碱胁迫促进拟南芥根尖生长素报告基因DR5:GUS的表达及番茄中根尖生长素合成相关基因的表达,说明碱胁迫可能通过调控根尖生长素的合成,进而影响根系生长。（3）碱胁迫处理后拟南芥根尖中DAB和NBT染色增强,番茄中ROS相关基因受碱胁迫显著影响,说明碱胁迫促进ROS在根尖的积累。（4）碱胁迫促进拟南芥根尖细胞死亡,诱导番茄中DNA损伤修复相关基因的表达,说明碱胁迫可以引起DNA损伤与修复。（5）对碱胁迫处理后...
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
生长素信号转导途径（Andrewetal.,2005）
山东农业大学硕士学位论文9对ABA反应的所有方面都表现出明显的不敏感性，包括抑制种子萌发和根系生长，以及诱导保卫细胞关闭（Meyeretal.,1994）。在小麦中，过表达ABA受体TaPYL4，改善了小麦在干旱下的谷物产量并增加了小麦的水分利用率，而且这种过表达在正常情况下又不会对植物的生长和产量产生负面影响（Ryosukeetal.,2019）。图1.2ABA信号转导途径（KazuoandKazuko,2013）Figure1.2ABAsignalingpathway（KazuoandKazuko,2013）1.4.4氧化还原调节植物不断地受到环境变化的影响，使它们改变新陈代谢，在能量产生和消耗之间保持平衡至关重要，如果平衡状态被打破植物体会通过促进活性氧（ROS）的产生和积累，引起细胞成分的氧化，阻碍代谢活动并影响细胞器完整性来诱导细胞中产生的氧化应激，因此植物体内活性氧在维持植物正常生长中发挥重要作用。植物体内的活性氧主要包括氧化物、过氧化氢和羟基自由基。它们作为细胞生物反应的一部分，主要在叶绿体、线粒体、过氧化物酶体中产生。它们作为信号分子在调节包括程序性细胞死亡（PCD）、气孔运动、光合作用、激素信号转导和植物生长发育在内的多种生物过程中发挥重要作用（Zhangetal.,2001;ApelandHirt,2004;Laloietal.,2004;MoriandSchroeder,2004;Davletovaetal.,2005）。ROS还参与植物对各种生物和非生物胁迫的反应，如病原体侵染、干旱、盐碱和热胁迫（Bolwell,1999;Milleretal.,2008;）。已经有文献证明，ROS在植物中通过酶促和非酶促反应产生（ApelandHirt,2004)。质膜（Plasmamembrane,PM）NAD(P)H氧化酶被认为是一种在ROS过程中的重要的产物（SagiandFluhr,2006)。氧化酶将细胞质NADPH的电子转移到O2形成O2-，随后O2-经歧化反应生成H2O2。许多证据表明，PMNADPH氧化酶在病原体防御、尖
山东农业大学硕士学位论文11DNA损伤反应的关键基因都受到SOG1的调控，包括那些负责诱导细胞周期停滞、内循环、DNA修复和细胞程序性死亡的基因。ATR也对SOG1的活性具有一定的影响作用，但是这种机制尚在研究。ATM和ATR都诱导WEE1转录以触发intra-Scheckpoint。当植物处于UVB条件下，DEL1/E2Fe受到转录抑制，从而激活CCS52A2和PHR1的启动子，分别控制内循环的发生和DNA修复，响应DNA交联，MPK3/MPK6可能被激活以控制SOG1的活性。图1.3植物应对DNA损伤的机制（Huetal.,2015）Figure1.3MechanismsusedbyplantstocopewithDNAdamage（Huetal.,2015）1.5转录因子参与植物响应非生物胁迫的过程植物在进化过程中形成分子机制来感知环境胁迫并传递胁迫信号从而激活胁迫响应基因表达，最终使植物能够对胁迫做出适当的生理和生化适应。在植物逆境适应过程中，基因表达的转录调控是建立使植物得以生存和维持的细胞逆境生理的关键步骤。对植物基因组的研究已经确定了许多转录因子（Transcriptionfactors,TFs），它们通过直接或间接与DNA结合来调节基因转录。这些蛋白质已被分类为不同的家族，例如MYB，bZIP，WRKY，NAC和ERF。MYB转录因子家族非常庞大，根据MYB域的序列相似性已分为四个不同的亚组：1R-，R2R3-，3R-和4R-MYB。在拟南芥中，已鉴定出100多种MYB为R2R3-MYB蛋白，其中许多已知参与与生长和发育有关的各种生物过程的转录调控，以及对生物和非生物胁迫的反应。例如，AtMYB2与钙调蛋白相互作用并增强盐胁迫耐受性，AtMYB44
【参考文献】：
期刊论文
[1]植物对碱胁迫适应机制的研究进展[J]. 楚乐乐,罗成科,田蕾,张银霞,杨淑琴,李培富. 植物遗传资源学报. 2019(04)
[2]水稻-病原互作中的重要角色:WRKY类转录因子[J]. 成洪涛,王石平. 中国科学:生命科学. 2014(08)
[3]盐碱胁迫下2个芍药品种生理特性及耐盐碱性研究[J]. 王琪,袁燕波,于晓南. 河北农业大学学报. 2013(06)
[4]盐、碱胁迫下星星草有机酸代谢调节的比较研究[J]. 郭立泉,陈建欣,崔景军,韩丹,石德成. 东北师大学报(自然科学版). 2009(04)
本文编号：3565212
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
生长素信号转导途径（Andrewetal.,2005）
山东农业大学硕士学位论文9对ABA反应的所有方面都表现出明显的不敏感性，包括抑制种子萌发和根系生长，以及诱导保卫细胞关闭（Meyeretal.,1994）。在小麦中，过表达ABA受体TaPYL4，改善了小麦在干旱下的谷物产量并增加了小麦的水分利用率，而且这种过表达在正常情况下又不会对植物的生长和产量产生负面影响（Ryosukeetal.,2019）。图1.2ABA信号转导途径（KazuoandKazuko,2013）Figure1.2ABAsignalingpathway（KazuoandKazuko,2013）1.4.4氧化还原调节植物不断地受到环境变化的影响，使它们改变新陈代谢，在能量产生和消耗之间保持平衡至关重要，如果平衡状态被打破植物体会通过促进活性氧（ROS）的产生和积累，引起细胞成分的氧化，阻碍代谢活动并影响细胞器完整性来诱导细胞中产生的氧化应激，因此植物体内活性氧在维持植物正常生长中发挥重要作用。植物体内的活性氧主要包括氧化物、过氧化氢和羟基自由基。它们作为细胞生物反应的一部分，主要在叶绿体、线粒体、过氧化物酶体中产生。它们作为信号分子在调节包括程序性细胞死亡（PCD）、气孔运动、光合作用、激素信号转导和植物生长发育在内的多种生物过程中发挥重要作用（Zhangetal.,2001;ApelandHirt,2004;Laloietal.,2004;MoriandSchroeder,2004;Davletovaetal.,2005）。ROS还参与植物对各种生物和非生物胁迫的反应，如病原体侵染、干旱、盐碱和热胁迫（Bolwell,1999;Milleretal.,2008;）。已经有文献证明，ROS在植物中通过酶促和非酶促反应产生（ApelandHirt,2004)。质膜（Plasmamembrane,PM）NAD(P)H氧化酶被认为是一种在ROS过程中的重要的产物（SagiandFluhr,2006)。氧化酶将细胞质NADPH的电子转移到O2形成O2-，随后O2-经歧化反应生成H2O2。许多证据表明，PMNADPH氧化酶在病原体防御、尖
山东农业大学硕士学位论文11DNA损伤反应的关键基因都受到SOG1的调控，包括那些负责诱导细胞周期停滞、内循环、DNA修复和细胞程序性死亡的基因。ATR也对SOG1的活性具有一定的影响作用，但是这种机制尚在研究。ATM和ATR都诱导WEE1转录以触发intra-Scheckpoint。当植物处于UVB条件下，DEL1/E2Fe受到转录抑制，从而激活CCS52A2和PHR1的启动子，分别控制内循环的发生和DNA修复，响应DNA交联，MPK3/MPK6可能被激活以控制SOG1的活性。图1.3植物应对DNA损伤的机制（Huetal.,2015）Figure1.3MechanismsusedbyplantstocopewithDNAdamage（Huetal.,2015）1.5转录因子参与植物响应非生物胁迫的过程植物在进化过程中形成分子机制来感知环境胁迫并传递胁迫信号从而激活胁迫响应基因表达，最终使植物能够对胁迫做出适当的生理和生化适应。在植物逆境适应过程中，基因表达的转录调控是建立使植物得以生存和维持的细胞逆境生理的关键步骤。对植物基因组的研究已经确定了许多转录因子（Transcriptionfactors,TFs），它们通过直接或间接与DNA结合来调节基因转录。这些蛋白质已被分类为不同的家族，例如MYB，bZIP，WRKY，NAC和ERF。MYB转录因子家族非常庞大，根据MYB域的序列相似性已分为四个不同的亚组：1R-，R2R3-，3R-和4R-MYB。在拟南芥中，已鉴定出100多种MYB为R2R3-MYB蛋白，其中许多已知参与与生长和发育有关的各种生物过程的转录调控，以及对生物和非生物胁迫的反应。例如，AtMYB2与钙调蛋白相互作用并增强盐胁迫耐受性，AtMYB44
【参考文献】：
期刊论文
[1]植物对碱胁迫适应机制的研究进展[J]. 楚乐乐,罗成科,田蕾,张银霞,杨淑琴,李培富. 植物遗传资源学报. 2019(04)
[2]水稻-病原互作中的重要角色:WRKY类转录因子[J]. 成洪涛,王石平. 中国科学:生命科学. 2014(08)
[3]盐碱胁迫下2个芍药品种生理特性及耐盐碱性研究[J]. 王琪,袁燕波,于晓南. 河北农业大学学报. 2013(06)
[4]盐、碱胁迫下星星草有机酸代谢调节的比较研究[J]. 郭立泉,陈建欣,崔景军,韩丹,石德成. 东北师大学报(自然科学版). 2009(04)
本文编号：3565212
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