柑橘CitERF108转录子的克隆及抗旱功能研究

来源 :西南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lwy
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
柑橘是我国重要的水果类作物,经济价值高,种植面积大。由于我国柑橘主要种植在丘陵山区,因此常面临干旱胁迫,影响其产量和品质。为抵御逆境胁迫,植物进化出大量抗逆相关基因,其中转录因子尤为重要,如:NAC、ERF、CAMTA、MYB、MYC、bZIP等。ERF是植物特有的一类转录因子,广泛参与生长发育和抗逆胁迫,近年来在拟南芥、水稻和番茄等模式植物上关于ERF抗逆性研究较多,但在柑橘中却很少报道。可见,解析柑橘ERF成员在抗逆中的生物功能,对改良柑橘抗逆性具有重要理论意义。本试验从资阳香橙(Citrus junoscv.“Ziyang”)中克隆获得CitERF108基因及其启动子(Q108)序列。利用生物信息学对CitERF108的基因结构、亲缘关系、预测蛋白特性等进行了分析,同时对Q108上的顺式作用元件进行了预测。采用基因表达、亚细胞定位和遗传转化等手段,研究了CitERF108在抵抗干旱胁迫中的生物功能和响应机制。主要结果如下:(1)从资阳香橙中克隆获取柑橘CitERF108(ID:Ciclev10001138)全长,运用生物信息学对其预测蛋白分子量、等电点、不稳定系数、结构域等分析,结果表明该基因含1个内含子,可编码448个氨基酸。CitERF108属于亲水蛋白,含有ERF家族特有的AP2保守结构域,且AP2保守结构域内第14和第19位分别是丙氨酸和天冬氨酸,含有WLG、YRG、RAYD保守元件;聚类分析发现,CitERF108与拟南芥AtERF111亲缘关系较近,推测柑橘CitERF108可能参与了ABA依赖型应激反应,并能增强植株的抗旱、抗盐性;亚细胞定位表明:CitERF108位于细胞核中。(2)基因表达分析结果表明,CitERF108在根、叶、子叶、果皮和种子中均有表达,其中在种子中表达量最高,而在茎中几乎不表达;激素和非生物胁迫处理结果表明,在根中该基因受SA、ETH、6-BA、IAA、ABA、JA、GA3以及非生物胁迫干旱和盐害的诱导;在叶中受ETH、JA诱导,而在SA处理条件下是呈现先上升再下降又上升的趋势,其中3h时表达量最高,6h、12h表达量急剧下降,24h时又上调;在6-BA、ABA、GA3条件下是先上调后下调的表达模式,都是在24h时表达量下降,其中,在6-BA和ABA处理条件下都是在6h时达到峰值,GA3处理条件下是在3h时达到最高点;在IAA处理条件下呈现出先下降后上升的趋势,在3h时表达量下降,6h时又开始逐步上升,在盐害处理条件下,3h、6h、12h时上调趋势不明显,24h时骤然上调达到最高点,在干旱处理条件下,3h时略有下降,6h时有所上升,12h达到峰值,上述结果表明,CitERF108在柑橘的生长发育和逆境响应中发挥着重要作用。(3)将CitERF108转化烟草,获得T0代转基因植株。转基因植株较野生型表现出更强的抗旱性。在干旱处理后,转基因株系叶片中脯氨酸含量高于野生型,其中,野生型株系脯氨酸含量为109.5μg,而转基因的三个株系达到117.3μg、221.5μg和112.3μg;在转基因株系中NtSOD和NtCAT的表达量明显高于野生型,表明CitERF108调控了抗旱相关基因的表达;台盼蓝染色结果表明,干旱处理后的转基因植株叶片显色较野生型浅,表明野生型株系细胞膜的完整性较转基因差。上述结果表明,CitERF108主要通过提高转基因植株的脯氨酸含量和抗氧化能力来抵御干旱逆境。(4)对启动子顺式作用元件预测发现,Q108启动子序列中含有响应水杨酸、生长素、茉莉酸、脱落酸、乙烯以及温度和光等顺式作用元件;构建携带GUS基因的Q108表达载体,并转化烟草,通过GUS组织化学染色显示,6mmol/L的ACC溶液处理24h后,叶脉部位被染成蓝色,但蓝色较深的部位在叶缘;1mmol/L的ABA溶液处理24h后,叶脉部位被染成蓝色,且染色较为均匀;4℃冷害处理3h后,叶脉部位被染成蓝色;20%PEG6000处理24h后染色部位均在烟草腺体顶端,而无处理及对照处理均未被染成蓝色。
其他文献
随着近年来我国经济社会的快速发展,开合屋盖结构的工程应用也越来越多。本文以日本福冈穹顶为背景,对一类国内尚未应用的大跨度三片叠合式旋转开合球面网壳屋盖的静力和抗震
细胞培养是体外研究细胞功能的重要技术手段。长期以来,基于培养皿的二维平面培养(2-dimensional culture,2D culture)在细胞生物学研究中得到了最为广泛的应用。然而,细胞在2D培养模式中的单层生长(monolayer)与细胞在体内环境中的生长方式的极大差异引起了研究者对体外细胞培养模式的思考。特别是在肿瘤药物的开发过程中,很多在体外细胞实验中展示良好抗肿瘤效果的药物,在体内
近些年来,海洋、湖泊和水库的富营养化问题日益突出,由此引发的藻华、赤潮等生态灾害频发。基于此,本文针对滞后性对浮游植物种群增长产生的影响开展研究,旨在探讨浮游植物种
油菜甾醇类物质(BRs)是植物生长发育必需的一类植物激素。在水稻中,BRs可直接与细胞膜表面的类受体激酶Os BRIl结合,类受体激酶Os BAK1可与Os BRIl互作形成BR的共受体,最终激
核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum(Lib.)de Bary)是一种世界性分布的重要死体营养型植物病原真菌,可侵染400多种植物,对农产品的品质和产量造成巨大损失。病原菌在侵染过程中需抵抗或耐受由于活性氧爆发而造成的寄主氧化压力,但到目前为止,对核盘菌抵抗氧化胁迫的机制知之甚少。本研究前期发现核盘菌基因SsSvf1(SS1G_01919)在病原菌侵染寄主初期表达量显著升高,该
西湾铅锌矿床处于庐枞火山盆地的北缘,自安徽省勘查技术院在研究区开展工作以来,经过多年矿产勘查至今已取得较大突破,但是对矿床地球化学特征及矿床成因仍缺乏系统研究。本文以西湾铅锌矿床为研究对象,在详细收集及整理前人资料基础上,通过野外地质调查及系统的样品采集工作,再结合室内光(薄)片鉴定、电子探针分析、硫同位素及碳氧同位素测试分析、流体包裹体成分分析等现代分析测试技术,对西湾铅锌矿床的地质概况、矿物学
现代抗震理论经过近百年的发展,已经取得了显著的进步,地震造成的伤亡人数得到了有效控制。然而,本世纪以来,全球地壳运动活跃性增强,全球因地震造成的经济损失随之攀升,同时
本论文研究了三维不可压MHD方程组弱解的正则性问题.主要考虑当速度场分量的梯度和磁场或者速度场分量的梯度与磁场的部分分量满足一定的时空可积性条件时解的光滑性.全文共分四章:第一章,介绍MHD方程组的研究背景及相关的研究结果,提出本文所要研究的内容.第二章,介绍一些预备知识,主要介绍文中用到的一些数学符号和不等式以及在定理的证明过程中用到的定义和引理.第三章,介绍主要的研究结果,即给出一些充分条件来
近年来,各式各样的复杂网络已经进入了我们日常生活的方方面面,对复杂网络进行研究的重要性也随之凸显。庞大的规模往往会对复杂网络的分析和研究造成困难,解决这一问题的方
随着地下岩体工程的不断兴建,有关岩体力学的课题成为工程界的前沿研究方向。天然岩体中存在大量的节理,其中不乏平行节理岩体,影响着岩体的稳定性。而岩体中能量变化主要以