水稻盐碱逆境响应锌指蛋白基因OsZFP6表达特性及功能研究

论文摘要

土壤盐碱化严重影响作物生长和农业生产力,严重影响植物细胞渗透压调节、离子平衡、活性氧的清除等。植物可以通过识别外部信号产生相应的反应途径来对胁迫环境防御,锌指蛋白转录因子对植物应激反应的调节作用已被广泛报道。然而,关于C2HC型锌指蛋白在水稻响应碱性盐胁迫中的功能还知之甚少。本研究以前期实验室筛选到的表达序列标签为基础,经BLAST比对分析表明:与编码基因（登录号:AK068488）相似,其编码304个氨基酸,并经蛋白质保守结构在线网站分析获得:该基因编码C2HC型锌指蛋白,其分子量大小为33.6kDa,将其命名为OsZFP6。采用RT-PCR方法从水稻日本晴中克隆到该基因,分别经过Southern杂交以及表达特异性分析表明:OsZFP6基因在水稻基因组中,是以单拷贝形式存在;生殖期时,在根、茎、叶、叶鞘、穗中都有表达。同时,分别使用碱性盐（NaHCO3）和H2O2对水稻两周龄幼苗进行胁迫处理,检测到OsZFP6相对表达量受其诱导,并在叶和根中出现差异,因此,推测OsZFP6参与相应的逆境响应调节途径。为了检测其功能定位,我们将一个绿色荧光蛋白（GFP）与之融合,检测该融合蛋白的表达,在细胞核中发现了 GFP信号,表明OsZFP6在细胞核中发挥功能。此外,对过表达OsZFP6的拟南芥转基因植株分别进行NaHCO3和H2O2胁迫处理,结果表明过表达植株均具有较强的耐受性;并且在株高、鲜重生理指标上,野生型植株低于过表达OsZFP6植株,但在体内的MDA、H2O2含量测量中,出现相反的结果;同时,AtSOD1、AtAPX3、AtCAT1以及AtSOS1的相对表达量在经过胁迫处理后的过表达拟南芥中上调明显,说明OsZFP6可以通过参与调节抗氧化基因来清除活性氧,来增强植物的抗性。本研究又分析了水稻萌发后期NaHCO3胁迫的耐受性分析,过表达OsZFP6水稻耐受NaHCO3胁迫损伤能力高于野生型植株;过表达OsZFP6水稻生长的生理指标优于野生型植株。初步推测OsZFP6基因参与响应碱性盐胁迫途径的调控,可能在转录调控中直接或间接发挥重要作用。总之,我们揭示了OsZFP 能参与碱性盐和H2O2胁迫应答,对增强作物耐碱性起着重要作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 课题背景
•   1.2 植物转录因子
•     1.2.1 植物转录因子的分类与结构功能
•     1.2.2 参与非生物胁迫的转录因子
•   1.3 锌指蛋白类转录因子的研究进展
•     1.3.1 锌指蛋白结构特征
•     1.3.2 锌指蛋白的分类
•     1.3.3 锌指蛋白作用方式
•     1.3.4 与逆境相关的锌指蛋白
•   1.4 本研究的目的与意义
•   1.5 研究技术路线
• 2 水稻OsZFP6基因的克隆及生物信息分析
•   2.1 材料与方法
•     2.1.1 材料
•     2.1.2 方法
•   2.2 结果与分析
•     2.2.1 水稻OsZFP6基因的克隆
•     2.2.2 水稻OsZFP6基因的生物信息学分析
•     2.2.3 Southern杂交分析OsZFP6基因在水稻中的拷贝数
•     2.2.4 OsZFP6基因在时间与空间的表达特性分析
•   2.3 本章小结
• 3 水稻OsZFP6蛋白亚细胞定位分析
•   3.1 材料与方法
•     3.1.1 材料
•     3.1.2 实验方法
•   3.2 结果与分析
•     3.2.1 亚细胞定位预测分析
•     3.2.2 绿色荧光融合表达载体的鉴定
•     3.2.3 亚细胞定位检测
•   3.3 本章小结
• 4 OsZFP6蛋白原核诱导表达及纯化
•   4.1 材料与方法
•     4.1.1 材料
•     4.1.2 实验方法
•   4.2 结果与分析
•     4.2.1 OsZFP6-Gst融合蛋白小量诱导检测
•     4.2.2 OsZFP6-Gst融合蛋白大量诱导、纯化检测
•   4.3 本章小结
• 5 过表达OsZFP6拟南芥的遗传转化及抗性分析
•   5.1 材料与方法
•     5.1.1 材料
•     5.1.2 实验方法
•   5.2 结果分析
•     5.2.1 植物表达载体pCXSN::OsZFP6的构建及鉴定
•     5.2.2 过表达OsZFP6拟南芥分子鉴定
•     5.2.3 过表达OsZFP6拟南芥抗逆性及相关抗氧化基因相对表达量分析
•   5.3 本章小结
• 3抗性分析'>6 过表达OsZFP6水稻的遗传转化及NaHCO₃抗性分析
•   6.1 材料与方法
•     6.1.1 材料
•     6.1.2 实验方法
•   6.2 结果分析
•     6.2.1 过表达OsZFP6水稻分子鉴定与筛选
• 3抗性分析'>    6.2.2 过表达OsZFP6水稻对NaHCO₃抗性分析
•   6.3 本章小结
• 7 讨论
•   7.1 水稻OsZFP6是一个与胁迫相关并定位在细胞核的转录因子
•   7.2 水稻OsZFP6参与植物碱性盐胁迫应答机制
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢
• 附件

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 何明良

导师: 管清杰

关键词: 锌指蛋白,非生物胁迫,水稻

来源: 东北林业大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学,生物学,生物学

单位: 东北林业大学

基金: C2017009,基金2016YFC0501203-03

分类号: Q943.2;Q945.78

DOI: 10.27009/d.cnki.gdblu.2019.000429

总页数: 72

文件大小: 6518K

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