【摘 要】
：
植物生长发育过程中会遇到各种逆境胁迫,植物会通过基因调控网络参与逆境胁迫的反应。其中,植物产生一种RNA干扰（RNAi）途径,来对包括胁迫反应在内的不同生命阶段的不同生物过程做出响应,来抑制某些目的基因表达或翻译。Dicer-like蛋白是RNAi途径不可缺少的参与者,Dicer-Like（DCL）蛋白通过将互补的双链RNA（ds RNA）生成小RNA双链体（21-24个核苷酸）来启动RNAi过程
论文部分内容阅读
植物生长发育过程中会遇到各种逆境胁迫,植物会通过基因调控网络参与逆境胁迫的反应。其中,植物产生一种RNA干扰（RNAi）途径,来对包括胁迫反应在内的不同生命阶段的不同生物过程做出响应,来抑制某些目的基因表达或翻译。Dicer-like蛋白是RNAi途径不可缺少的参与者,Dicer-Like（DCL）蛋白通过将互补的双链RNA（ds RNA）生成小RNA双链体（21-24个核苷酸）来启动RNAi过程。植物Dicer-like protein（DCL）蛋白是一个保守的ds RNA特异性核糖核酸内切酶,属于RNaseⅢ家族,在RNA降解、转录后基因表达调控和抗逆、抗病毒侵染等方面具有重要作用。拟南芥中,缺失DCL1会导致胚胎致死。本研究中,使用基因编辑技术CRISPR/cas9对Sl DCL1进行编辑,获得了杂合体dcl1植株,其姐妹染色体的一条被成功编辑导致碱基缺失和添加从而影响编码蛋白的m RNA发生变化,对番茄植株产生影响。番茄中鉴定出7个DCLs,包括Sl DCL1,Sl DCL2s,Sl DCL3,Sl DCL4四个亚类。分析逆境下DCLs蛋白基因的变化,可以更好地理解RNAi途径在番茄抗逆途径中起到的作用。本试验的主要结果为:（1）利用q RT-PCR技术分析Sl DCLs的时空表达特性,发现Sl DCL1在各组织以及各发育阶段的果实都有表达,Sl DCL1在根、茎、叶和花中的表达量较低,在转色期与完熟期的果实中有很高的表达量;Sl DCL2a在9个组织与果实的4个发育时期中都有表达,Sl DCL2a在花柄中的表达量最高;Sl DCL2b在各组织中的表达量都较低,果实中Sl DCL2b的含量最高;Sl DCL2c在各组织以及各发育阶段的果实中都有表达,其中在茎,总花,绿熟期以及坚熟期的表达量最高;Sl DCL2d在各组织以及果实中的表达量都较低,根中的Sl DCL2d的表达量最高,其余位置的Sl DCL2d的表达量较低;Sl DCL3与Sl DCL4在各组织以及发育阶段的果实表达相似,在花的各个组织中的表达量较高。（2）对Sl DCLs基因启动子顺势作用元件分析,利用q RT-PCR验证番茄DCLs家族中7个基因在激素、低夜温、PEG及Na Cl胁迫下的表达。发现低夜温诱导Sl DCL1的表达,负调控Sl DCL2a与Sl DCL2d;盐胁迫诱导Sl DCL1,Sl DCL2c,Sl DCL2d和Sl DCL4受Na Cl的负调控;PEG可能抑制Sl DCL1与Sl DCL2d的转录水平,促进Sl DCL2a和Sl DCL4的表达;ABA处理诱导Sl DCL1表达量升高,Sl DCL2d受ABA的负调控;Sl DCL1受IAA的负调控,促进Sl DCL2b和Sl DCL4的表达;GA诱导Sl DCL2b的表达水平;ME-JA促进Sl DCL1与Sl DCL3的表达抑制Sl DCL2s表达;SA诱导Sl DCL3的表达。（3）使用CRISPR/cas9技术获得了Sl DCL1基因敲除的杂合突变体。本实验中,发现杂合植株营养生长变化明显,叶片变宽,锯齿不明显,植株长势矮,节间距离短;缺失Sl DCL1影响保卫细胞发育基因Sl SPCH以及Sl FAMA-like等基因导致保卫细胞显著增大,单位面积内的保卫细胞个数减少;气孔无法正常打开,经过研究发现ABA合成基因AAO的表达量增加,信号转导基因ABF4、ABI3及MYB1基因的表达量也有不同程度的升高;叶片的叶色深绿,缺失Sl DCL1基因的杂合体番茄的叶绿素a、b的含量变高;叶绿素合成基因HEMB1、CHLD表达水平显著增加,从而导致叶绿素含量增加。（4）通过对dcl1突变体以及野生型番茄AC进行转录组以及mi RNA的测序,发现突变体内存在mi RNA——靶m RNA的调控网络,对差异基因进行联合分析,发现sly-mi R167b-5p——ARF8、sly-mi R164a-5p——NAC、sly-mi R159——MYB44、sly-mi R396a-5p——BHLH36这些mi RNA靶基因变化明显,说明Sl DCL1会影响成熟mi RNA生成来调控番茄的生长发育。
其他文献
红花草莓是由远缘杂交（Fragaria×Potentilla）得到的一种花色鲜艳、花期长、果实可食的新型观赏花卉,与以往开白花的栽培草莓不同的是,其花色多样,有红色,深粉色,粉色等。花色是红花草莓重要的观赏性状之一,花青苷是花瓣的主要成色物质。MYB转录因子在不同植物花青苷代谢过程中具有重要作用,那MYB转录因子是如何参与红花草莓花瓣花青苷合成调控的。本研究利用红花草莓品种‘四季红’,及其他不同花
薄皮甜瓜（Cucumis melo var.makuwa Makino）俗称“香瓜”,因其适应性较强、经济效益可观,被广泛栽植于我国大部分地区,尤其我国东北和华北地区是薄皮甜瓜的优势产区。白粉病是甜瓜设施栽培中最普遍发生的真菌性病害,可严重危害植株健康,导致果实品质变劣和大幅减产。光敏色素互作因子（Phytochrome interacting factors,PIFs）能够整合光、温等环境信号以
郁金香为百合科（Liliaceae）郁金香属（Tulipa L.）多年生草本植物,郁金香种类繁多,但具有我国自主知识产权的品种很少,因此应充分利用我国特有的野生种郁金香,通过杂交育种等技术手段将我国野生种郁金香中的优良性状转移到新的栽培品种上,进而选育出具有自主知识产权、适宜本土栽培的郁金香新品种。本研究以4个郁金香野生种为父本,3个特殊花型和6个不同倍性的郁金香栽培品种为母本,对其进行花粉贮藏寿
卷丹（Lilium lancifolium Thunb.）为百合科（Liliaceae）百合属（Lilium）多年生草本球根花卉。该种花朵硕大鲜艳、并具有抗性强、分布广等特点,故常用于园林绿化。卷丹是天然的三倍体植株,具有高度不育性的特点,其叶腋处可产生深褐色珠芽作为无性繁殖器官来进行繁殖。珠芽繁殖不仅能保持母本的遗传特性,其繁殖方式比鳞片扦插和种球繁殖更方便,更高效,所以利用珠芽繁殖是目前卷丹种
我国草莓主要以秋冬季温室内生产为主,而秋冬季温室内光照强度、光照时长往往无法满足草莓正常的生长发育需求。此外,草莓在经过一夜的黑暗条件后需要一段时间才能达到光合稳态,缩短了草莓光合稳态的持续时间。以上这些问题严重制约了草莓同化物的产生,降低了草莓果实的品质及产量,因而需要人工补光。但目前对于草莓补光缺乏科学系统的研究,且草莓全生命周期的补光成本极高,不同阶段的补光效果差异也较大。故需明确适宜草莓补
在现代农业生产中,经常面临栽培管理不当等原因导致土壤中CO2浓度过高。根际CO2（RZ CO2）直接影响根系生长发育和生理功能,从而影响植物整体长势,甜瓜作为受人喜爱而对根际气体敏感的作物,在其生长过程中经常会被土壤中高浓度CO2影响。本研究利用根际CO2自动控制系统,以正常土壤中CO2浓度0.2%为对照,在气雾培条件下对薄皮甜瓜‘玉美人’幼苗根系进行通气处理,进行不同浓度梯度试验,通过10个根际
番茄（Solanum lycopersicum）是世界生产面积最大的蔬菜作物,中国是番茄生产第一大国。在我国设施番茄生产中,低温胁迫成为影响番茄产量的主要的非生物因素,中国北方寒区冬半年设施番茄生产因低温导致的产量损失达10%～50%,已成为影响设施番茄生产的重要因子,严重影响了经济效益。RNA结合蛋白（RNA Binding Protein,RBP）作为转录后水平的调控蛋白,参与了植物生长发育、
甜瓜是一种经济效益较高的喜温性作物,在我国早春和秋冬季节生产中经常遭遇冷害,严重影响其正常生长发育,降低了产量和品质。因此,探究缓解甜瓜低温逆境伤害的途径,对实现甜瓜安全生产尤为重要。海藻糖（Tre）被认为是一种绿色无毒,具有“生命之糖”美誉的植物生长调节物质,能提高作物的多种抗逆性,但其在调节作物耐冷方面的报道较少,具体的调节机制尚不清楚。因此,本文以薄皮甜瓜耐冷品种（IVF571）和冷敏感品种
蛹虫草（Cordyceps militaris）作为食药兼用的新资源食品备受大众关注。但在生产中常由于菌种质量不稳定,导致其产量急剧下降,为工厂化生产带来严重隐患。因此,优良、稳定的菌种在生产中的应用,成为蛹虫草生产中的核心问题。本试验通过同一菌种的不同保藏方式,研究了保藏温度和保藏时间对蛹虫草菌种种性及活力的影响,探究蛹虫草低温保藏对菌种种性和活力保持机理及菌种保藏过程中抗氧化剂的初步作用,以实