【摘 要】
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沙鞭（Psammochloa villosa）是禾本科（Poaceae）、针茅族（Stipeae）、沙鞭属（Psammochloa）的一种多年生草本植物。本研究基于沙鞭三代全长转录组数据,通过PCR技术克隆沙鞭PvCBF1基因,构建烟草和大麦过表达载体,经农杆菌介导法转入烟草和大麦中,验证沙鞭PvCBF1基因的功能,从而为今后进一步探讨沙鞭PvCBF1基因的耐旱分子机制提供理论依据。主要研究结果如
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沙鞭（Psammochloa villosa）是禾本科（Poaceae）、针茅族（Stipeae）、沙鞭属（Psammochloa）的一种多年生草本植物。本研究基于沙鞭三代全长转录组数据,通过PCR技术克隆沙鞭PvCBF1基因,构建烟草和大麦过表达载体,经农杆菌介导法转入烟草和大麦中,验证沙鞭PvCBF1基因的功能,从而为今后进一步探讨沙鞭PvCBF1基因的耐旱分子机制提供理论依据。主要研究结果如下:1.采用PacBio测序平台对沙鞭根、茎、叶混合样品进行全长转录组测序,获得沙鞭184076条高质量转录本序列。其中,在KOG数据库中有97892个转录本得到注释,按照功能分为26类;87964个转录本在GO数据库中注释到51个功能组,属于细胞组分、生物学过程和分子功能3大类;KEGG数据库中,89086个转录本被注释到细胞加工、环境信息处理、遗传信息处理、代谢和生物系统5个代谢通路。2.利用BioEdit软件通过对沙鞭近缘种二穗短柄草CBF1基因序列与其三代转录组CDS序列同源比对,获得沙鞭的耐旱候选基因CBF1,命名为PvCBF1;基于沙鞭PvCBF1基因序列设计引物,扩增得到PvCBF1转录因子的编码序列,编码区全长690 bp,编码229个氨基酸,包括AP2保守结构域,含有PKRPAGRTKFRETRHP和DSAWR两段CBF转录因子的特征序列;系统进化分析显示,沙鞭PvCBF1与普通小麦CBF1转录因子亲缘关系最近;qRT-PCR研究结果表明,PvCBF1基因在沙鞭根、茎、叶和种子中均能表达,无组织表达特异性,模拟干旱胁迫条件下PvCBF1基因表达迅速并在6 h时达到峰值;亚细胞定位发现,沙鞭PvCBF1转录因子主要定位在细胞核中。3.成功构建pC2300s:PvCBF1和pLGY-02:PvCBF1两个表达载体,通过农杆菌介导法转入烟草和大麦中,经侵染、筛选、生根、炼苗等过程获得转基因烟草和大麦幼苗,PCR检测得到转PvCBF1基因烟草阳性植株10棵、大麦阳性植株1棵;模拟干旱胁迫分析表明,随干旱胁迫时间的增加,转基因烟草和大麦中SOD、POD、CAT抗氧化酶均保持较高的活性,PRO含量明显提高,MDA含量相对较少,相对电导率低,表明转基因烟草和大麦中膜脂过氧化反应程度低,活性氧清除能力较高,沙鞭PvCBF1基因增加了转基因烟草和大麦的耐旱性。
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