论文摘要
柠条锦鸡儿是豆科植物,生长在荒漠或半荒漠地区,具有降血脂,抗氧化以及抗癌等生物学作用,同时,对环境的生态适应性较高,抗逆性极强,具有重要的研究价值和经济价值。为了挖掘柠条锦鸡儿中抗旱相关基因资源,实验室前期构建了苗期干旱处理的cDNA文库并进行了高通量测序。通过生物信息学分析发现了49个干旱上调表达基因,其中包含了6个WRKY转录因子。在此基础上,本研究以拟南芥Col-0生态型为受体材料,通过构建表达载体、转化拟南芥、获得转基因拟南芥纯合株系和干旱相关表型测定,获得了如下研究结果:（1）将6个WRKY转录因子的序列和拟南芥基因组数据库进行比对,根据序列的同源性比对结果将6个WRKY转录因子分别命名为CkWRKY2,CkWRKY4,CkWRKY20,CkWRKY23,CkWRKY51和CkWRKY75。这些基因的cDNA编码区全长分别为1614bp,1386bp,1527bp,1107bp,618bp和951bp,分别编码537个,461个,508个,368个,205个和316个氨基酸。根据WRKY结构域数目和锌指结构类型,将6个WRKY转录因子分为3类,其中,CkWRKY2,CkWRKY4和CkWRKY20属于I类,CkWRKY23和CkWRKY51属于II类,CkWRKY75属于III类。（2）本研究采用In-Fusion方法将目的基因与35S-Red-Kan载体骨架连接构建表达载体,并通过农杆菌介导的蘸花法转化拟南芥共获得了53个转基因阳性株系。在筛选到T3代阳性植株后,以野生型和转基因拟南芥植株为研究材料,进行筛选和干旱胁迫实验。将获得的转基因拟南芥植株用甘露醇模拟干旱胁迫,结果显示,在100mM甘露醇胁迫下,与野生型拟南芥根长相比,转CkWRKY4基因植株植株表现较弱,根长短,生长速度慢于野生型,而转CkWRKY2和CkWRKY75基因植株长势良好,根长略长。本研究进一步选取了9个株系进行后续实验。（3）对转基因株系和野生型进行了自然干旱处理。测定了离体叶片失水率,发现失水率低于野生型,说明转基因植株具有一定保水能力;同时对可溶性糖,脯氨酸和POD含量等生理指标进行测定,发现膜脂过氧化产物丙二醛的含量明显低于野生型。而可溶性糖,脯氨酸和POD含量要明显高于野生型。表明转基因植株在干旱胁迫下产生大量的渗透调节物质,抗氧化酶等物质,以抵抗干旱环境。干旱复水后转基因植株的存活率则高于野生型。（4）以自然干旱的转基因株系为实验材料进行qRT-PCR实验。结果表明转CkWRKY2,CkWRKY4和CkWRKY75基因株系中WRKY基因在干旱诱导后表达量显著增高。进一步表明CkWRKY2,CkWRKY4和CkWRKY75基因参与植物的干旱胁迫。本研究实验结果表明来自于柠条锦鸡儿基因组中的的WRKY2,4和75基因具有抗旱能力,其表达方式的改变可能是改变植物抗旱性的一种方式。本研究结果为分析柠条锦鸡儿抗旱的分子机制及育种提供理论依据。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 梁凤萍
导师: 张颖,袁长春
关键词: 柠条锦鸡儿,转录因子,拟南芥,抗旱
来源: 海南师范大学
年度: 2019
分类: 基础科学,农业科技
专业: 生物学,生物学,林业
单位: 海南师范大学
基金: 国家自然科学基金(31570330,41776148)
分类号: Q943.2;S793.3
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