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水稻ERF转录因子B-3亚组基因的功能分析

作　者: 莫纪波
导　师: 宋凤鸣
学　校: 浙江大学
专　业: 植物病理学
关键词: ERF(ethylene responsive factor) 克隆 过量表达 RNAi 水稻 转基因
分类号: S511
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


ERF (ethylene responsive factor)家族是AP2/ERF转录因子大家族的一个主要亚家族,在调节植物生物和非生物逆境反应中发挥重要作用。我们实验室在前期研究中,分离了一个来自水稻ERF B-3亚组的基因——OsBIERF3,研究表明过量表达OsBIERF3的烟草增强了对野火病、病毒病等病害的抗性。最近的研究也表明,许多ERFB-3亚组的基因在植物抗性反应调控中发挥重要作用。本文拟克隆水稻ERF B-3亚组基因,并采用过量表达技术和RNAi沉默技术研究其在植物抗性反应中的功能。1.水稻ERFB-3亚组基因的鉴定与表达分析利用RT-PCR克隆鉴定了来自水稻ERF B-3亚组的15个基因,并对其在激素(ACC、JA)处理后的表达谱进行了分析,结果表明,大部分水稻ERF基因都能被ACC或JA诱导表达,但是不同基因在表达时序及表达量上存在差别。同时挑选了3个基因(OsBIERF3、Os08g44960、Os04g46220)做转录因子活性分析,结果表明其均具有转录激活活性。2.水稻ERF B-3亚组基因过量表达载体和RNAi载体的构建以及转基因水稻的培育和鉴定分别构建了15个已克隆基因的过量表达和RNAi沉默载体,利用农杆菌介导的基因转化技术对水稻进行了转化,获得了OsBIERF3过量表达和RNAi沉默株系各27、20个,Os04g46220过量表达和RNAi沉默株系各15、6个,Os05g49010过量表达和RNAi沉默株系各6、2个,Os02g45130过量表达株系10个。T1代潮霉素基因检测大部分为阳性系。利用real-time PCR检测过量表达和沉默植株中目的基因的表达量,均有不同程度的上调和下调。3. OsBIERF3抗逆生理功能分析分别研究了OsBIERF3T1代过量表达和沉默植株在冷胁迫、盐胁迫和干旱胁迫条件下的反应。结果显示,OsBIERF3沉默植株增强了水稻对冷胁迫的抗性,其死亡率显著低于过量表达植株,表明OsBIERF3基因可能在水稻冷胁迫中起反向调节作用。而在盐胁迫中,基因沉默植株的株高明显低于野生型和过量表达植株,相应的其鲜重也低于野生型和过量表达植株,OsBIERF3过量表达植株的根长显著比沉默植株和野生型植株长,表明OsBIERF3基因可能在水稻盐胁迫中起正向调节作用。干旱处理后OsBIERF3沉默、野生型及过量表达植株之间没有大的差异,说明OsBIERF3可能不参与水稻抗干旱胁迫。

全文目录


致谢  5-7
摘要  7-9
Abstract  9-11
第一章 文献综述  11-24
  — ERF转录因子的特点  11-12
  二 ERF在非生物胁迫抗性中的作用  12-15
  三 ERF在植物抗病反应中的作用  15-17
  四 ERF在植物与微生物共生互作中的作用  17-18
  五 ERF的活性调控及其範标基因  18-20
  六 研究展望  20-21
  七 本研究的主要内容  21-24
第二章 水稻ERF B-3亚组基因的克隆和及其功能分析  24-38
  2.1 前言  24
  2.2 材料与方法  24-28
    2.2.1 ERF B-3亚组基因的克隆及进化分析  24-26
    2.2.2 ERF基因在激素处理后的表达谱分析  26-27
    2.2.3 转录因子活性分析  27-28
  2.3 结果与分析  28-32
    2.3.1 ERF B-3亚组基因的克隆及序列测定  28-30
    2.3.2 ERF基因在激素处理后的表达谱分析  30-31
    2.3.3 部分ERF基因转录活性分析  31-32
  附图表  32-38
第三章 水稻ERF B-3亚组基因过量表达载体和RNAi载体的构建以及转基因水稻的培育及OsBIERF3生理功能分析  38-53
  3.1 前言  38
  3.2 材料与方法  38-43
    3.2.1 过量表达载体和RNAi沉默载体的构建  38-40
    3.2.2 农杆菌介导的水稻转基因以及转基因植株的获得  40-41
    3.2.3 转基因植株的初步鉴定  41-42
    3.2.4 转基因植株目的基因表达量分析  42
    3.2.5 T1代种子的分离鉴定  42
    3.2.6 OsBIERF3生理功能分析  42-43
  3.3 结果与分析  43-53
    3.3.1 过量表达载体和RNAi沉默载体的构建  43
    3.3.2 农杆菌介导的水稻转基因以及转基因植株的获得  43-44
    3.3.3 转基因植株的初步鉴定  44
    3.3.4 Realtime PCR验证目的基因表达量  44
    3.3.5 T_1代种子的分离鉴定  44-46
    3.3.6 OsBIERF3抗逆功能分析  46-53
第四章 讨论及小结  53-57
参考文献  57-64

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 禾谷类作物 > 稻
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