【摘 要】
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海螺沟野生荞麦(Fagopyrum hailuogouense)为蓼科荞麦属植物,是近年来发现的野生荞麦新种。该物种主要生长在环境较为恶劣的海螺沟冰川附近,是挖掘抗逆相关优异基因的理想材料。WRKY转录因子是植物转录因子中最重要的家族之一,广泛参与植物生长发育、非生物胁迫和生物胁迫。本研究以海螺沟野生荞麦为材料,基于其不同温度下的转录组数据分析,筛选出具有显著差异表达的Fh WRKY33基因。进一
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海螺沟野生荞麦(Fagopyrum hailuogouense)为蓼科荞麦属植物,是近年来发现的野生荞麦新种。该物种主要生长在环境较为恶劣的海螺沟冰川附近,是挖掘抗逆相关优异基因的理想材料。WRKY转录因子是植物转录因子中最重要的家族之一,广泛参与植物生长发育、非生物胁迫和生物胁迫。本研究以海螺沟野生荞麦为材料,基于其不同温度下的转录组数据分析,筛选出具有显著差异表达的Fh WRKY33基因。进一步,通过基因克隆、生物学分析、亚细胞定位、转录激活分析、表达模式分析及拟南芥遗传转化技术,初步探究了Fh WKRY33基因的生物学功能。主要研究结果如下:1.参照海螺沟野生荞麦转录组数据,成功克隆了Fh WRKY33的CDS序列。序列分析显示:该序列编码区长1566bp,编码521个氨基酸,分子量为56.85 k Da,等电点为6.26,是一个不稳定蛋白和亲水性蛋白。Fh WRKY33蛋白包含2个WRKY结构域和2个C2H2型锌指结构域,属于第I类WRKY亚家族。2.利用拟南芥原生质体进行亚细胞定位分析,表明Fh WKRY33定位于细胞核,是一个核定位蛋白。酵母转录激活实验证明,Fh WRKY33具有独立的转录激活活性。3.半定量PCR分析显示:Fh WRKY33基因在不同胁迫下具有不同的表达模式。海螺沟野生荞麦在低温、Na Cl、PEG6000、ABA的胁迫下,Fh WRKY33基因表达量在24 h内达到峰值的时间分别为3 h、24 h、6 h和3 h。4.构建了Fh WRKY33基因的植物过表达载体,经根癌农杆菌侵染拟南芥花絮,筛选获得了阳性Fh WRKY33转基因拟南芥株系。对转基因拟南芥的叶片进行生理指标检测,结果发现在低温、Na Cl、PEG6000及ABA处理下,Fh WKRY33转基因拟南芥叶片抗氧化酶(POD、SOD、CAT)活性和脯氨酸(Pro)含量都明显高于野生型(P<0.01),而丙二醛(MDA)含量明显低于野生型(P<0.05)。说明Fh WRKY33能增强转基因拟南芥对低温、Na Cl、PEG6000及ABA的抗性。
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