芥蓝MBF1c调控的耐热性分子生物学基础

来源 :华南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bgtbhu888
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
芥蓝(Brassica oleracea var.chinensis Lei)隶属于十字花科芸薹属,是中国华南地区重要的经济蔬菜作物。然而芥蓝的耐热性较差,限制了芥蓝的栽培季节和区域。因此,提高芥蓝的耐热性具有重要的理论意义和经济价值。用传统育种方法选育耐热芥蓝材料的效率比较低,而利用基因工程方法导入耐热相关基因则表现出了较高的效率与良好的应用前景。MBF1c(Multi-protein Bridging Factor 1c)作为调控植物耐热性的重要转录辅激活因子,已经在提高植物耐热性方面取得了一定进展。为了提高芥蓝的耐热性,本论文较系统地研究了Boc MBF1c的分子生物学基础,并将其应用到创制耐热型芥蓝种质资源中,取得的主要结果如下:(1)克隆了芥蓝Boc MBF1c基因的编码区序列,并对其进行了序列分析以及同源比对。基于同源克隆从芥蓝基因组中扩增获得了完整编码区序列。序列分析表明Boc MBF1c编码148个氨基酸,编码的蛋白质包含MBF1与螺旋转角螺旋(helix-turn-helix,HTH)保守结构域。对编码的氨基酸序列进行同源比对和进化分析,表明Boc MBF1c与油菜、拟南芥和琴叶拟南芥等多种植物的MBF1c编码序列同源性较高。(2)对芥蓝Boc MBF1c蛋白进行了亚细胞定位分析。将Boc MBF1c基因编码区的3’端融合增强型绿色荧光蛋白(Enhanced green fluorescent protein,EGFP)编码序列,并在本氏烟草和芥蓝原生质体中瞬时表达。结果显示:常温下Boc MBF1c蛋白无明显定位特征,在细胞膜、细胞质和细胞核中都可以观测到GFP信号;然而在烟草植株和芥蓝原生质体受热胁迫后Boc MBF1c蛋白可迅速聚集到细胞核内。(3)克隆了Boc MBF1c的启动子,并对其活性进行了分析。参考甘蓝的基因组序列,设计引物扩增获得了芥蓝Boc MBF1c上游2 kb的启动子序列。对启动子进行序列分析表明启动子含有三个热激元件,以及其他响应多种胁迫和激素应答的顺式作用元件。将Boc MBF1c启动子融合绿色荧光蛋白(Green fluorescent protein,GFP)后在本氏烟草叶片和芥蓝原生质体中进行瞬时表达分析。结果表明Boc MBF1c受热胁迫后可快速上调表达。(4)分析了Boc MBF1c在芥蓝叶片,茎,花蕾,根部的11个组织中的表达模式,并研究了其对多种胁迫及不同激素的响应情况。组织特异性分析表明正常栽培条件下Boc MBF1c在所有检测的组织部位中广泛表达,其中,在根茎连结部位以及叶脉部位表达量最高,在根中的表达量最低,在不同成熟度的叶片组织中表达量差别不大,且相对其他组织部位较高。此外,芥蓝叶片材料容易进行总RNA提取,故而选用芥蓝的叶片(不含叶脉)作为其他表达分析的试验材料。在受到热胁迫以后,芥蓝叶片中Boc MBF1c基因快速大量表达。另外,该基因还可受冷胁迫,盐胁迫,以及ABA,Me JA,SA和ET四种激素诱导。(5)将构建的Boc MBF1c过表达载体转化芥蓝品种“矮脚香菇”,获得了耐热性增强的转基因芥蓝材料。(6)对转Boc MBF1c基因的芥蓝T1代进行了转录组测序及生物信息学分析,对其影响的相关基因表达情况进行了分析。差异表达结果表明:在芥蓝中组成型过表达Boc MBF1c后,共有9个耐热相关的基因发生了差异表达。其中有两个上调表达,根究注释分别是HSP(heat shock protein)17.9和HSP-related。下调表达的有七个,这些基因分别是HSP20,HSFB-2b(Heat stress transcription factor B-2b),HSF4(heat shock factor),DNAJ,HEATR(heat repeat-containing protein)和2个HSP101。结果说明Boc MBF1c可能参与直接调控HSP17.9和HSP-related这两个基因的表达,并且负调控其余七个基因,从而参与芥蓝的耐热调控网络。
其他文献
目前,针对数据库系统内部攻击与威胁的检测方法较少,且已有的数据库异常检测方案存在代价开销高、检测准确率低等问题.为此,将密度聚类和集成学习融合,提出一种基于密度聚类和集成学习的数据库异常检测方法.利用OPTICS(Ordering Points To Identify the Clustering Structure)密度聚类算法对用户产生的数据库SQL操作日志进行聚类,通过对SQL语句中的各属性
期刊
水稻基腐病菌Dickeya zeae产生的多胺化合物zeamines不仅是D.zeae的重要致病因子,而且它们还是一类具有广谱抑菌活性的化合物,在相对较低的浓度下就能抑制多种耐药细菌的生长。与耐药细菌不同,前期研究发现D.zeae EC1能抵抗相对较高浓度的zeamines,表明D.zeae EC1中可能存在耐受zeamines的机制。本课题通过研究zeamines抗性系统DesABC的功能及其调
学位
随着人口的快速增长和经济社会发展,越来越多的有机污染物被不断地释放到周围的环境中,给生态系统及人类健康带来了严峻的威胁。进入环境中的有机污染物主要包括工业源有机污染物(如来自石油化工及交通等领域的典型有机污染物——石油烃)和农业源有机污染物(如来自畜禽养殖领域的典型有机污染物——雌性激素)。其中沉积物是有机污染物进入环境中后的主要“储存库”和“二次污染源”。在沉积物环境中,微生物降解是有机污染物去
学位
多倍体(四倍体)水稻具有的强大的生物学和高产潜力,可能成为水稻育种的一种方法。然而,多数同源四倍体水稻育性偏低,成为商业化的主要障碍。为了解决这个问题,本室经过20多年的不懈努力,成功地培育结实率高(>80%)的新型四倍体水稻品系。这些新品系与同源四倍体水稻杂交产生杂种F1,结实率可增加至90%,具有明显的杂种优势和应用潜力。为了评价其杂种优势及研究其分子遗传机理,本研究利用新四倍体水稻华多3号与
学位
龙眼(Dimocarpus longan Lour.)是华南地区最重要的经济果树之一,属于典型的南亚热带果树,对低温敏感。由于龙眼主栽品种非常单一,导致成熟期十分集中,加上鲜果不耐贮藏,季节性供过于求常导致积压滞销。其次,近年来频发的周期性低温霜冻导致龙眼减产失收及果实品质下降,严重时甚至造成树体死亡。以上两大问题严重制约了龙眼产业的可持续发展,解决上述问题的有效途径是培育抗寒优质的龙眼新品种,减
学位
随着工业发展和农业投入品的大量使用,我国面临着日益严重的土壤环境安全问题,其中尤以重金属镉(Cd)的污染获得最广泛的关注。为控制化肥施用量的增长,作为一种传统绿肥的紫云英又重新获得人们的重视。紫云英在土壤中的矿化行为会产生大量的水溶性有机物(DOM),势必影响到土壤Cd的生物有效性。本文开展了室内培养和盆栽实验、田间调查和试验,研究了紫云英DOM、骨粉等钝化材料对土壤Cd的单独影响,并进一步探讨了
学位
水稻(Oryza sativa L.)作为世界最重要的粮食作物之一,有超过一半以上的人口以水稻为主食。水稻起源于热带地区,作为喜温作物,对温度非常敏感。冷害目前已是世界性问题,主要发生在高纬度亚寒带地区与热带和亚热带高海拔地区,全世界水稻约有1500万hm~2以上的受到低温威胁,尤以日本、韩国和中国的东北稻区最为突出。黑龙江省作为北方稻区第一水稻大省,是全国主要的商品粮基地。黑龙江省地处我国最北端
学位
白姜花具有洁白的颜色、美丽的花型和迷人的芳香,浓郁的香气主要由沉香醇、(E)-β-罗勒烯、1,8-桉油醇、(E,E)-α-金合欢烯等萜类物质和苯甲酸甲酯等苯基/苯丙烷类物质组成。然而,这些物质的代谢调控机理仍不明确。生长素作为重要的植物激素参与调控花发育进程以及多种次生代谢产物的合成,但其调控有关挥发性次生代谢产物的报道很少。本研究分析了IAA作用抑制剂处理对姜花花香释放的影响,测定了姜花花瓣发育
学位
南方水稻黑条矮缩病毒(Southern rice black-streaked dwarf virus,SRBSDV)隶属呼肠孤病毒科(Reoviridae)斐济病毒属(Fijivirus),该病毒由迁飞性害虫白背飞虱以持久增殖型方式传播;近年来,由SRBSDV引发的水稻矮缩病给中国南部、越南、日本等地的水稻造成了极大危害。水稻锯齿叶矮缩病毒(Rice ragged stunt virus,RRS
学位
荔枝(Litchi chinensis Sonn.),是我国著名的岭南水果之一。由于荔枝果实发育期正值高温多雨季节,给病害的侵染创造了有利条件,病害的发生已成为影响荔枝产量和质量的重要因素。病原的准确鉴定是病害防控的前提和基础。然而,有关我国荔枝病原真菌的鉴定多是依据传统的形态学鉴定方法,而形态易受环境因素影响而变化,可能导致病原种类鉴定上的混乱,不利于荔枝病害的防治与监测、进出口检疫和抗病育种等
学位