【摘 要】
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红花（Carthamus tinctorius L.）又被称作草红花,是我国重要的油料作物。近些年来,红花因其种子含油率高的特点受到大家的广泛关注。红花籽油可以食用且营养价值较高,能够预防动脉硬化等疾病。但是我国红花种子的含油量远低于国外红花品系的含油量,市场需求量较大。因此,通过基因工程手段来培育高油红花新品系尤为重要。转录因子可以调控种子发育进而影响油脂合成,其中b ZIP家族被研究的最为广泛
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红花（Carthamus tinctorius L.）又被称作草红花,是我国重要的油料作物。近些年来,红花因其种子含油率高的特点受到大家的广泛关注。红花籽油可以食用且营养价值较高,能够预防动脉硬化等疾病。但是我国红花种子的含油量远低于国外红花品系的含油量,市场需求量较大。因此,通过基因工程手段来培育高油红花新品系尤为重要。转录因子可以调控种子发育进而影响油脂合成,其中b ZIP家族被研究的最为广泛,植物b ZIP转录因子是一类在真核生物中广泛分布的蛋白,可以调控多种生物过程,例如病原体防御,光和胁迫信号传递,生长发育和种子成熟等。拟南芥、茶树、蓖麻等物种的b ZIP家族均被报道,而红花b ZIP转录因子报道的较少,所以本论文重点是研究红花b ZIP转录因子与油脂合成之间的关系。具体研究结果如下:1、通过CtbZIP47蛋白的生物信息学分析显示,CtbZIP47基因编码129个氨基酸,分子量为15250.49 Da,等电点为9.18,属于碱性蛋白,不稳定性指数为66.39,为不稳定蛋白。亲水性平均值为-0.932,是亲水性蛋白。CtbZIP47蛋白的23～32位氨基酸残基位置处具有核定位信号。2、利用qRT-PCR方法检测CtbZIP47基因的表达,结果发现CtbZIP47基因在成熟种子中表达量最高,茎中其次,叶中表达量最少;且CtbZIP47基因随着种子成熟,表达量逐渐升高。3、亚细胞定位结果显示CtbZIP47蛋白定位在细胞核中。4、转基因酵母菌株的油脂含量显著高于毕赤酵母菌株和转空载体的毕赤酵母菌株。实验结果表明,CtbZIP47基因在酵母油脂合成过程中起到了提升油脂含量的作用。CtbZIP47蛋白在酵母中的毒性检测实验和转录自激活实验表明,CtbZIP47没有毒性和转录自激活活性。通过酵母双杂交实验表明,CtbZIP47蛋白与CtbZIP24蛋白互作。5、构建了植物表达载体pTB-CtbZIP47,获得了T3代过表达拟南芥和突变体回补拟南芥。通过q RT-PCR方法筛选出转CtbZIP47基因的高表达株系OE1、OE2和突变体回补株系COM1、COM2。观察正常光照条件下的T3代野生型拟南芥（WT）、过表达株系（OE1、OE2）、突变体株系ctbzip47和突变体回补株系（COM1、COM2）的表型,我们发现,与WT拟南芥叶片相比,过表达拟南芥OE1和OE2叶片较大;与ctbzip47拟南芥叶片相比,突变体回补拟南芥COM1和COM2叶片较大。统计种子萌发率发现OE1、OE2种子萌发时间较WT萌发时间提前,COM1、COM2种子萌发时间较ctbzip47种子萌发时间提前。6、观察统计不同光照强度下拟南芥种子大小、百粒重和油脂含量,结果发现弱光处理下,OE1、OE2拟南芥种子面积最大,种子百粒重最重,油脂含量最多;COM1、COM2拟南芥种子面积较ctbzip47小,种子百粒重较ctbzip47轻,但油脂含量却大于ctbzip47。正常光照和强光处理时,拟南芥种子面积,百粒重和油脂含量呈现出相关性,种子面积越大,种子百粒重越重,油脂含量越多。CtbZIP47基因还可以调控油脂合成相关基因的表达,进而增加拟南芥油脂含量。
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