【摘 要】
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线粒体转录终止因子家族（mTERF）是一类存在于多细胞生物中的高度保守的DNA结合蛋白,是具有相似的亮氨酸拉链结构的基因表达调控因子。mTERF对线粒体基因的功能起着重要的调控作用,参与线粒体基因复制、转录及翻译的调控,在生物进化、植物生长发育、非生物胁迫等过程中发挥重要调控作用。目前已经有一些植物mTERF基因家族的研究,如玉米,葡萄,辣椒等,但对番茄mTERF基因家族研究尚未报道。在本实验中,
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线粒体转录终止因子家族（mTERF）是一类存在于多细胞生物中的高度保守的DNA结合蛋白,是具有相似的亮氨酸拉链结构的基因表达调控因子。mTERF对线粒体基因的功能起着重要的调控作用,参与线粒体基因复制、转录及翻译的调控,在生物进化、植物生长发育、非生物胁迫等过程中发挥重要调控作用。目前已经有一些植物mTERF基因家族的研究,如玉米,葡萄,辣椒等,但对番茄mTERF基因家族研究尚未报道。在本实验中,我们通过对番茄mTERF基因家族进行全基因组挖掘和生物信息学分析,对该家族中的抗逆应答基因进行筛选鉴定,并对部分抗逆应答显著的基因进行功能验证。研究结果为进一步阐明mTERF基因在番茄逆境响应调控中的作用提供了理论依据。研究结果如下:1.通过生物信息学分析对番茄mTERF基因家族进行全基因组鉴定,发现番茄中含有28个mTERF基因,经过系统发育分析和染色体定位分析,发现番茄mTERF基因家族划分成6组,分布在8条不同的染色体上。对番茄mTERF基因家族顺式作用元件进行分析,发现了大量与植物激素调控和非生物胁迫响应相关的顺式元件,以及少数与昼夜节律控制和光反应的调节相关的顺式作用元件。2.在低温、干旱、高盐逆境胁迫处理下,多数番茄mTERF基因响应一种以上逆境,经过筛选发现其中6个基因响应干旱胁迫,10个基因响应冷胁迫,4个基因响应盐胁迫,2个基因同时响应干旱、低温、高盐胁迫。组织特异性表达分析显示,所选15个不同亚族基因在不同组织中表达量各不相同,同一基因在同一组织中表达量也各不相同。3.对筛选出的在干旱和盐胁迫下上调极显著的SLmTERF13、SLmTERF21、SLmTERF23基因进行功能验证。发现SLmTERF13、SLmTERF21、SLmTERF23基因的沉默在不同程度上降低了番茄植株的抗旱性,SLmTERF13和SLmTERF21基因沉默降低了番茄的耐盐性。4.对抗逆调节效果较明显的两个基因SLmTERF13和SLmTERF21进行亚细胞定位,发现两个基因均定位与细胞核上。对抗逆应答调节效果最明显的基因SLmTERF21进行过表达植株构建,获得T0代植株,与野生型对照植株相比,过表达SLmTERF21基因的植株生长发育较快,侧枝和叶片较多。
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