ERF49基因在植物响应黄萎病及盐碱胁迫的功能研究

来源 :黑龙江八一农垦大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:luomlkm
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
植物在生长过程中会遭受到外界环境因素影响,如黄萎病、土壤盐碱化等,它们给农业生产造成严重经济损失。AP2/ERF(APELATA 2/Ethylene responsive factor)家族转录因子在植物响应逆境胁迫过程中具有重要作用。实验室前期克隆了一个AP2/ERF家族成员AtERF49,研究发现AtERF49基因参与植物对盐等逆境胁迫响应,但其分子机理尚不清楚。为了进一步探讨ERF49基因在植物对黄萎病和盐碱胁迫响应过程中的功能,本论文对接种黄萎病菌菌株LX2-1(Verticillium dahliae LX2-1)的拟南芥野生型Col-0、CRISPR/Cas9突变体ERF49和过表达AtERF49转基因拟南芥的表型进行了分析,同时也分析了在150mmol/L混合盐碱(摩尔比Na HCO3﹕Na2CO3=9﹕1)胁迫下的三种拟南芥植物表型变化。我们还观察了接种黄萎病菌菌株LX2-1 2周后VIGS(virus-induced gene silencing)沉默GhERF49棉花株系的表型。利用q RT-PCR检测逆境响应基因RAB18和RD29A、木质素合成相关基因表达水平;台盼蓝染色法检测叶片细胞死亡情况以及叶绿素荧光-成像-气体交换同步测量系统测定拟南芥叶片叶绿素荧光参数。主要研究结果如下:1.感病幼苗茎秆剖杆检测及黄萎病菌恢复实验结果表明,VIGS技术沉默棉花AtERF49的同源基因GhERF49表达可增强棉花对黄萎病抗性。进一步q RT-PCR检测结果表明,沉默GhERF49基因显著提高棉花幼苗中木质素合成相关基因Gh CCo AOMT1、Gh C4H1、Gh F5H1和Gh CAD6的表达水平。2.在拟南芥中过量表达AtERF49基因使拟南芥对黄萎病更加敏感,而erf49突变体具有较强黄萎病抗性。台盼蓝染色显示,过表达AtERF49植株叶片死细胞数目较多,染色更深,而erf49突变体叶片死细胞数目较少。q RT-PCR结果表明,接种黄萎病菌后erf49突变体中At PAL4和At CCo AOMT1基因表达水平增加,而过量表达AtERF49植株的相应基因表达水平降低。盐碱胁迫下,过表达AtERF49拟南芥叶片稍有变黄,而突变体erf49叶片萎蔫并发生白化。利用q RT-PCR检测结果证明过量表达AtERF49基因上调RAB18和RD29A基因的表达。叶绿素荧光参数测定结果表明,过表达AtERF49植株的光系统Ⅱ实际量子产能Y(Ⅱ)、光化学淬灭系数(q P)显著高于Col-0,光损伤程度(NO)和非光化学淬灭系数(q N)显著降低;而突变体erf49与之相反。另外,过表达AtERF49基因上调光合响应基因rbc L的表达,下调psa A的表达。综上可知,这些研究结果表明ERF49基因在植物对黄萎病抗性中可能通过影响木质素生物合成相关基因表达,具有负调控功能;在植物对盐碱胁迫响应中,AtERF49可能通过调控逆境响应基因的表达以及光合作用效率参与植物对盐碱胁迫抗性。但是AtERF49基因在植物对黄萎病与盐碱胁迫响应中表现出的功能上差异,需要进一步深入研究。
其他文献
为解决黑龙江水稻旱育秧过程中经常出现低温冷害的问题,本试验探究不同诱导剂:壳寡糖、褐藻寡糖、γ-氨基丁酸对水稻抗寒性的影响,以黑龙江省第三积温带主栽品种“龙粳”31为试验品种,选取壳寡糖、褐藻寡糖、γ-氨基丁酸为诱导剂试验材料,按照3因素3水平正交试验表设计,试验并筛选出T1(壳寡糖50 mg/L、褐藻寡糖50 mg/L、γ-氨基丁酸500 mg/L)、T2(壳寡糖50 mg/L、褐藻寡糖25 m
学位
磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)是C4植物光合作用的关键酶。在C4作物中主要负责CO2的初始固定,催化碳同化。此外还参与调节保卫细胞、促进根瘤菌固氮、种子萌发并在植物抗胁迫中发挥重要作用。栽培木薯是C3-C4型植物,是热带地区重要的粮食作物,具有高光效、高淀粉积累、高产等特性。本文通过生物信息学、q RT-PCR、同源克隆和木薯遗传转化等方法对木薯MePEPC基因家族展开研究。具体结果如下。1、
学位
构建科技报告制度是我国科技发展管理改革的重要依据,需要对其内涵和作用有全面认知,了解其应用价值和作用机制,才能更好地应用和推广。基于此,通过分析科技报告产生的原理、利用价值等,更好地阐述科技报告的内涵。通过集成集合、规范组织后形成的科技报告资源,研究其在科研项目的绩效评估、数据挖掘中的应用价值,从科技报告生成周期的角度,分析其对各主体带来的效益。科技项目作为配置科技资源的关键手段,由于管理比较落后
期刊
试验采用盆栽控水的方式,选取不耐旱型大豆品种绥农26和耐旱型大豆品种黑农54,设置CK(全生育期维持田间持水量的70%)、T1(V1期轻度水分胁迫15 d,维持田间持水量的60%)、T2(V1期中度水分胁迫15 d,维持田间持水量的50%)、T3(V1期重度水分胁迫15 d,维持田间持水量的40%)四个处理,对大豆生理生长、内源变化情况及产量等指标进行研究,旨在了解大豆在干旱条件下的响应机理以及复
学位
稻田土壤肥力下降是制约稻作生产可持续发展的障碍因子,国内外学者针对提升稻田土壤质量、保障水稻持续高产等问题开展了大量研究,当前采用有机肥、生物肥等肥料配施是解决以上问题的主要措施。因此本文通过常规施氮(120 kg/hm~2)与减氮(108kg/hm~2)配施等氮量生物肥,有机肥和炭基肥进行分析和研究,以此探讨有机无机肥配施对水稻产量及土壤肥力的影响,结论如下:1.有机无机肥料配施对龙粳31的生长
学位
由豇豆单胞锈菌(Uromyces vignae-siensis Miura)引起的小豆锈病,在我国各小豆种植区均有发生,严重影响小豆的产量和品质。探索利用外源抗病诱导剂防治小豆锈病,是实现小豆锈病绿色防控的重要途径。课题组前期研究发现,水杨酸(SA)、茉莉酸甲酯(Me JA)、苯并噻二唑(BTH)、1-氨基环丙烷羧酸(ACC)等4种植物类激素均可显著提高小豆感病品种“宝清红”对锈病的抗性,且以AC
学位
为探究发酵玉米蛋白粉(FCGM)替代豆粕对育肥羊的营养调控作用,本试验采取单因素完全随机试验设计,试验选取4月龄平均体重在33.81±0.45 kg的小尾寒羊×澳洲白绵羊F1代雄性杂交绵羊48只,随机分为4组,每组12只。对照组、25%组、50%组和75%组,分别利用发酵玉米蛋白替代基础饲粮中0%、25%、50%和75%的豆粕,饲养全期饲粮精粗比为7:3。试验期70 d,其中预饲期10 d,正试期
学位
种子引发技术可通过提高种子活力,提升作物产量和品质。本研究采用PEG对20个谷子品种进行引发,探究萌发期种子萌发性状和转录组水平的变化;苗期形态、光合和生理特性的变化;成熟期农艺性状和产量的变化,为PEG引发谷子种子活力机理提供理论参考。主要研究结果如下:1、PEG引发谷子品种间在发芽势、发芽率和发芽指数均达到了极显著水平,PEG处理在发芽势上达到极显著水平。根长与芽长显著正相关,发芽势与发芽率和
学位
由豇豆单胞锈菌(Uromyces vignae)引起的小豆锈病在黑龙江各小豆种植区普遍发生,该病严重时,可导致叶片早衰提前脱落,严重威胁小豆生产。选育和种植抗病品种是防治作物锈病最为经济有效的手段之一,但有关小豆抗锈病基因及其抗病机理的研究报道较少,制约了小豆抗病品种培育及利用。课题组前期采用i TRAQ技术,分析了小豆抗锈病品种“QH1”接种后不同时间的差异表达蛋白,发现小豆中多个Dirigen
学位
保障国家粮食安全的首要条件是保证农业可持续发展,探究北方寒地条件下不同类型土壤随水耕年限增加的物理性质及有机碳组分变化规律对保证农业可持续发展至关重要。黑龙江省是我国重要的粮食主产区之一,本文选择黑龙江省三江平原地区3种典型稻田(草甸土、草甸黑土、潜育白浆土)土壤为研究对象,以未进行水稻种植的旱耕同类型土壤为对照,测定不同水耕年限下土壤耕层、犁底层和心土层的硬度、容重、三相组成、总孔隙度、饱和导水
学位