棉花ALDH7和ALDH12基因在盐和干旱胁迫下功能初步分析

论文摘要

植物生活在复杂的环境中。长期的进化与适应过程,使得植物拥有了多种应对生物胁迫和非生物胁迫的防御机制。醛脱氢酶（ALDHs）广泛参与植物体应对非生物胁迫的响应。ALDH7（GhD06G1578）是陆地棉醛脱氢酶超家族第7家族B1亚家族成员,编码序列长度为1524 bp,蛋白质长度为507（aa）,在264–271（aa）区域为醛脱氢酶谷氨酸活性部位;ALDH12（GhD03G0856）是陆地棉醛脱氢酶超家族第12家族A1亚家族成员,编码序列长度为1665 bp,蛋白质长度为554（aa）,在328–339（aa）区域为醛脱氢酶半胱氨酸活性部位。本研究我们通过拟南芥超表达棉花ALDH基因家族成员ALDH7（GhD06G1578）和ALDH12（GhD03G0856）基因,在干旱和盐胁迫下进行功能初步分析,主要结果如下:1.干旱和盐胁迫下,拟南芥超表达转基因植株中目的基因ALDH7（GhD06G1578）的表达水平与野生型拟南芥（Col-0）相比显著提高。在干旱和盐胁迫下,与野生型拟南芥相比,转ALDH7基因植株CAT（过氧化氢酶）的活性较高,而H2O2（过氧化氢）含量较低。转基因拟南芥叶片MDA（丙二醛）的含量比野生型植株低,表明转基因拟南芥在胁迫下所受脂质氧化损伤的程度较小。此外,在干旱和盐胁迫条件下,与野生型植株相比,转ALDH7基因拟南芥中与非生物响应相关的基因AtABF4、AtCBL1、AtSOS1和AtRD29B的表达显著增高。初步表明GhD06G1578基因与植物对干旱和盐胁迫的耐受性提高有密切关系。2.在ABA处理下,拟南芥超表达棉花ALDH12（GhD03G0856）基因。与野生型植株相比,转基因拟南芥种子萌发率和根伸长量都比较低,说明转ALDH12基因拟南芥对ABA敏感,在胁迫下更容易被ABA所调控以应对胁迫损害。与野生型拟南芥相比,转ALDH12基因拟南芥拥有较高CAT活性和较低的H2O2含量。转基因拟南芥与野生型植株相比MDA含量较低,表明转基因拟南芥氧化应激水平较低。生理指标检测发现,与野生型拟南芥相比,转ALDH12基因植株叶片相对含水量比较高,离体叶片失水率和离子渗透率比较低。此外,在胁迫条件下,转ALDH12基因拟南芥中与非生物响应相关的基因AtABF4、AtCBL1、AtSOS1和AtRD29B的表达显著增高。初步表明ALDH12（GhD03G0856）基因能够提高植株对干旱和盐胁迫的耐受性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 英文缩略表
• 1 引言
•   1.1 植物在盐胁迫和干旱胁迫下的响应机制
•     1.1.1 盐胁迫和干旱胁迫对植物造成的危害
•     1.1.2 植物响应盐胁迫、干旱胁迫的生理和分子机制
•     1.1.3 棉花在盐胁迫和干旱胁迫下的耐受性研究
•   1.2 ALDH（醛脱氢酶）研究进展
•     1.2.1 ALDH基因家族
•     1.2.2 ALDH蛋白结构特征
•     1.2.3 ALDH基因功能研究
•     1.2.4 ALDH基因响应非生物胁迫
•   1.3 研究的目的和意义
• 2 材料与方法
• D06G1578基因拟南芥在盐和干旱胁迫下的耐受性分析'>  2.1 超表达Gh_D06G1578基因拟南芥在盐和干旱胁迫下的耐受性分析
• D06G1578（ALDH7）基因拟南芥的筛选'>    2.1.1 植物转化和超表达Gh_D06G1578（ALDH7）基因拟南芥的筛选
• D06G1578基因拟南芥在盐和干旱胁迫下的耐受性鉴定'>    2.1.2 转Gh_D06G1578基因拟南芥在盐和干旱胁迫下的耐受性鉴定
•     2.1.3 根伸长和萌发率检测
• 2O₂含量和CAT（过氧化氢酶）活性检测'>    2.1.4 H₂O₂含量和CAT（过氧化氢酶）活性检测
•     2.1.5 MDA（丙二醛）含量检测
•     2.1.6 叶绿素含量检测
•     2.1.7 CMS、RLWC和 ELWL检测
•     2.1.8 非生物胁迫基因在转基因拟南芥中的qRT-PCR表达分析
• D03G0856基因拟南芥在盐和干旱胁迫下的耐受性分析'>  2.2 超表达Gh_D03G0856基因拟南芥在盐和干旱胁迫下的耐受性分析
• D03G0856（ALDH12）基因拟南芥的筛选'>    2.2.1 植物转化和超表达Gh_D03G0856（ALDH12）基因拟南芥的筛选
• D03G0856基因拟南芥在盐和干旱胁迫下的耐受性鉴定'>    2.2.2 转Gh_D03G0856基因拟南芥在盐和干旱胁迫下的耐受性鉴定
•     2.2.3 根伸长和萌发率检测
• 2O₂含量和CAT（过氧化氢酶）活性检测'>    2.2.4 H₂O₂含量和CAT（过氧化氢酶）活性检测
•     2.2.5 MDA（丙二醛）含量检测
•     2.2.6 叶绿素含量检测
•     2.2.7 CMS,RLWC和 ELWL检测
•     2.2.8 非生物胁迫基因在转基因拟南芥中的qRT-PCR表达分析
• 3 结果与分析
• D06G1578和Gh_D03G0856基因拟南芥转基因植株的筛选'>  3.1 超表达Gh_D06G1578和Gh_D03G0856基因拟南芥转基因植株的筛选
• D06G1578基因拟南芥在盐和干旱胁迫下的耐受性分析'>  3.2 超表达Gh_D06G1578基因拟南芥在盐和干旱胁迫下的耐受性分析
•     3.2.1 转基因拟南芥在盐和干旱胁迫下的生理特性分析
• 2O₂含量和CAT活性分析'>    3.2.2 转基因拟南芥在盐和干旱胁迫下H₂O₂含量和CAT活性分析
•     3.2.3 转基因拟南芥在盐和干旱胁迫下MDA含量分析
•     3.2.4 转基因拟南芥在盐和干旱胁迫下叶绿素含量分析
•     3.2.5 转基因拟南芥在种子萌发和根生长过程中对ABA敏感分析
•     3.2.6 转基因拟南芥在种子萌发和根伸长过程中盐胁迫耐受性分析
•     3.2.7 转基因拟南芥在种子萌发和根伸长过程中干旱胁迫耐受性分析
•     3.2.8 转基因拟南芥非生物胁迫响应基因的表达分析
• D03G0856基因拟南芥在盐和干旱胁迫下的耐受性分析'>  3.3 超表达Gh_D03G0856基因拟南芥在盐和干旱胁迫下的耐受性分析
•     3.3.1 转基因拟南芥在盐和干旱胁迫下的生理特性分析
• 2O₂含量和CAT活性分析'>    3.3.2 转基因拟南芥在盐和干旱胁迫下H₂O₂含量和CAT活性分析
•     3.3.3 转基因拟南芥在盐和干旱胁迫下MDA含量分析
•     3.3.4 转基因拟南芥在盐和干旱胁迫下叶绿素含量分析
•     3.3.5 转基因拟南芥在种子萌发和根生长过程中对ABA敏感分析
•     3.3.6 转基因拟南芥在种子萌发和根伸长过程中盐胁迫耐受性分析
•     3.3.7 转基因拟南芥在种子萌发和根伸长过程中干旱胁迫耐受性分析
•     3.3.8 转基因拟南芥非生物胁迫响应基因的表达分析
• 4 讨论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 作者简介

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 胡阳光

导师: 朱晓红,刘方

关键词: 棉花,基因,盐胁迫,干旱胁迫

来源: 河南大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学,生物学

单位: 河南大学

分类号: Q943.2

总页数: 86

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