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杨树转录因子MYB156和MYB221影响保卫细胞壁特性和气孔功能的研究

2020-12-02阅读(728)

杨树转录因子MYB156和MYB221影响保卫细胞壁特性和气孔功能的研究

论文摘要

MYB类转录因子是植物中常见的转录因子之一,在植物次生代谢调节、信号转导、抗逆等过程中起重要作用。大量研究结果表明MYB156和MYB221转录因子在调控木质素、纤维素起重要作用。但是我们发现MYB156和MYB221在山新杨保卫细胞特异表达,为了明确其作用,利用MYB156单基因抑制株系;MYB221单基因抑制山新杨株系;MYB156和MB221双基因抑制山新杨株系;MYB221过量表达株系展开保卫细胞功能研究相关实验。具体结果如下:(1)MYB156基因表达部位:通过对ProMYB156:GUS拟南芥叶片GUS染色,发现MYB156在拟南芥气孔保卫细胞特异性表达,且响应高温和ABA诱导。通过对ProMYB156:GUS杨树叶片GUS染色,发现MYB156在杨树保卫细胞,木质部髓射线,侧根发起位置都有表达。(2)干旱表型:MYB156单基因抑制株系;MYB221单基因抑制株系;MYB156、MYB221双基因抑制株系在干旱处理7d时与对照相比均出现明显干旱敏感表型。MYB221基因过量表达株系正常生长。离体叶片含水量结果:MYB156单基因抑制株系;MYB221单基因抑制株系;MYB156、MYB221双基因抑制株系失水速率快于野生型。MYB221基因过量表达材料失水速率与野生型山新杨材料差异较小。气孔开度测量结果:转基因山新杨气孔对ABA不敏感,保卫细胞关闭能力受损,通过显微镜下观察气孔密度发现,转基因株系在气孔密度方面均无差异并且在保卫细胞发育及形态结构也无差别。说明出现干旱敏感表型与气孔密度无关及气孔发育无关。(3)转录组测序寻找MYB156和MYB221转录因子下游靶基因:通过对野生型山新杨、MYB156、MYB221双基因抑制株系D22叶片进行转录组数据分析发现在叶片组织中存在关于木葡聚糖内转水解酶(xyloglucan endotransgluco hydrolase,XTH)基因和果胶甲酯酶(Pectin methylestrases,PME)基因的差异表达基因。通过实时荧光定量PCR结果分析发现转基因山新杨与野生型山新杨叶片中果胶甲酯酶(Pectin methylestrases,PME)基因确实有差异。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  •   1.1 研究背景
  •   1.2 保卫细胞壁组成特性与气孔功能
  •     1.2.1 纤维素和木葡聚糖与气孔功能
  •     1.2.2 果胶与气孔功能
  •     1.2.3 木质素与气孔功能
  •     1.2.4 细胞壁松弛因子与气孔功能
  •   1.3 耐旱植物细胞壁特征及干旱胁迫条件下细胞壁的适应性变化
  •   1.4 MYB类转录因子对保卫细胞运动特性的影响
  •   1.5 ABA对气孔运动的影响
  •   1.6 气孔运动对水资源利用的意义
  • 2 材料与方法
  •   2.1 实验材料
  •   2.2 实验方法
  •     2.2.1 ProMYB156:GUS南芥中MYB156基因表达
  •     2.2.2 ProMYB156:GUS山新杨中MYB156基因表达
  •   2.3 MYB156/MYB221转录因子参与保卫细胞壁功能调控
  •     2.3.1 转基因株系实时荧光定量PCR分析鉴定
  •     2.3.2 MYB156/MYB221转录因子参与植物干旱胁迫响应
  •     2.3.3 MYB156/MYB221参与杨树气孔功能调控
  •   2.4 MYB156/MYB221下游靶基因鉴定
  •     2.4.1 转基因杨树叶片转录组测序分析
  •     2.4.2 实时荧光定量PCR分析鉴定MYB156/MYB221下游靶基因
  •     2.4.3 果胶甲酯化酶（PME）酶活测定
  • 3 结果与分析
  •   3.1 MYB156转录因子表达模式分析
  •   3.2 MYB156/MYB221转录因子参与调控保卫细胞壁功能
  •     3.2.1 转基因株系实时荧光定量PCR分析鉴定
  •     3.2.2 MYB156/MYB221参与植物干旱胁迫响应
  •     3.2.3 MYB156/MYB221参与杨树气孔功能调控
  •   3.3 转基因山新杨叶片转录组数据分析
  •     3.3.1 MYB156/MYB221推定靶基因鉴定
  •     3.3.2 实时荧光定量PCR分析鉴定MYB156/MYB221下游靶基因
  •     3.3.3 果胶甲酯化酶（PME）酶活测定
  • 4 讨论
  •   4.1 MYB类转录因子的主要功能
  •   4.2 MYB156和MYB221基因表达分析
  •   4.3 MYB类转录因子通过调控次生细胞壁成分影响保卫细胞功能
  •     4.3.1 MYB156和MYB221通过调控次生细胞壁成分影响保卫细胞功能
  •   4.4 MYB156和MYB221转录因子下游靶基因鉴定
  • 结论
  • 参考文献
  • 附录
  • 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: 周影

    导师: 戴绍军,魏建华,王宏芝

    关键词: 山新杨,保卫细胞,转录因子

    来源: 东北林业大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 生物学

    单位: 东北林业大学

    分类号: Q945

    DOI: 10.27009/d.cnki.gdblu.2019.000810

    总页数: 56

    文件大小: 5161K

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