小麦植物激素相关基因的表达分析

发布时间：2017-07-08 03:08

  本文关键词：小麦植物激素相关基因的表达分析

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【摘要】：小麦是重要的粮食作物,其产量、品质和抗性一直是育种家们关注的重点。植物激素在调控植物的生长、发育、繁殖以及调控植物应对生物和非生物胁迫等方面起着关键的作用。不同植物激素相互作用构成一个复杂的信号网络。本研究对小麦植物激素相关基因进行表达分析,初步解析了小麦植物激素信号的互作,主要结果如下：利用水杨酸(salicylic acid, SA)、茉莉酸甲酯(methyl jasmonic acid, MeJA; JA的衍生物)、禾谷镰刀菌和白粉菌处理的小麦的穗子和叶片,提取RNA反转录,用于反转录PCR (RT-PCR)和定量PCR (Q-PCR)分析。采用BLAST检索工具搜集到56个小麦和大麦的PR1基因,并通过聚类分析划分为7个类群。依据聚类分析结果设计了91对具有类群特异性和基因特异性的PCR引物。共有27对引物适合RT-PCR,其中有9对引物可用于对小麦叶子的Q-PCR检测,10对可用于穗子的Q-PCR检测。在叶子中,MeJA处理可使11对RT-PCR引物扩增条带比SA处理和空白对照的更亮；在这11对引物中,10 mM SA处理使7对引物的扩增条带比其它浓度SA的更亮；Q-PCR结果显示MeJA显著性诱导叶子上类群1的PR1基因表达,SA和MeJA负调控类群2的PR1基因表达。当检测SA和MeJA对小麦穗子上PR1基因表达的影响时,发现在这27对引物中,除了1mM SA和MeJA能略微诱导类群2的PR1之外,其它浓度的处理对PR1基因表达没有显著的影响。穗子样品RT-PCR和Q-PCR结果相似。实验检测结果显示叶片和穗倾向于表达不同类群的PR1基因,并且PR1基因以不同的方式响应SA和MeJA。在27对RT-PCR引物中,有20对引物在感染白粉病的叶片样品中检测出预期RT-PCR条带,其中11对引物目标条带亮度增加；在有效的9对Q-PCR引物中有5对Q-PCR引物表达显著增强(水对照的7.4-33.8倍),主要是类群1和类群5的PR1基因,其余4对无明显差异。在27对RT-PCR引物中,有19对引物在感染赤霉病穗子样品中检测出预期RT-PCR条带,其中12对表达量升高；10对Q-PCR中,有9对在赤霉病样品中上调表达(水对照的24.2-143.4倍),1对表达无明显差异,涵盖了类群1、类群2和类群5在内的PRl基因。向小麦穗子施加外源植物激素,提取穗子RNA,进行表达谱分析,初步筛选出74个激素信号转导相关基因。包括与生长素相关基因12个,与赤霉素相关基因9个,与脱落酸相关基因15个,与乙烯相关基因15个,与细胞分裂素相关基因8个,与水杨酸相关基因3个,与茉莉酸甲酯相关基因9个以及与所有激素相关的基因3个。相似性搜索分析表明,这74个基因涉及到小麦抗病性、抗逆性、光合效率、能量的转化、运输和储存以及激素自身的生物合成和代谢等。这些基因将为下一步深入分析植物激素在小麦各组织中的互作提供基础。
【关键词】：植物激素 信号转导 激素互作
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S512.1
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 响应SA、MeJA信号途径的小麦PR1基因的筛选10-29
• 1.1 文献综述10-14
• 1.1.1 病程相关蛋白1(PR1)10-12
• 1.1.2 PR1基因响应病原菌的研究进展12-13
• 1.1.3 PR1基因响应植物激素信号的研究进展13-14
• 1.1.4 立题依据和研究内容14
• 1.2 实验材料与方法14-21
• 1.2.1 植物材料及生长条件14
• 1.2.2 施加外源植物激素14-15
• 1.2.3 病原菌接种15
• 1.2.4 数据搜集与整理15-16
• 1.2.5 基因表达分析16-21
• 1.3 结论与分析21-26
• 1.3.1 序列分析21
• 1.3.2 SA和MeJA处理下PR1基因的表达情况21-23
• 1.3.3 病原菌侵染下PR1基因的表达23-26
• 1.4 讨论26-29
• 第二章 小麦穗部植物激素相关基因的表达分析29-37
• 2.1 文献综述29-31
• 2.1.1 植物激素研究进展29-31
• 2.1.2 立题依据和研究内容31
• 2.2 实验材料与方法31-32
• 2.2.1 植物材料及生长条件31
• 2.2.2 小麦穗部植物激素的处理31-32
• 2.3 结论与分析32-33
• 2.4 讨论33-37
• 参考文献37-47
• 致谢47-48
• 在读期间已发表和待发表的论文48

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本文编号：532800