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甘蓝型油菜Trihelix家族SIP1亚家族基因的克隆与功能研究

作　者: 赵娜
导　师: 卢长明
学　校: 中国农业科学院
专　业: 作物
关键词: 油菜 拟南芥 Trihelix转录因子家族 SIP1 功能研究
分类号: S565.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


植物Trihelix家族基因在应对生物与非生物胁迫,以及表皮毛、气孔、花、胚胎和种子发育等一系列特化的生长发育阶段起重要作用。迄今为止,拟南芥该家族大部分成员的功能仍未完全阐明,油菜该家族基因相关研究尚未展开。因此,开展油菜Trihelix家族基因功能的研究,不仅对新基因功能的挖掘、植物逆境胁迫应答机制和生长发育调控机制的深入理解具有重要的理论意义,而且对于培育高产、优质、抗逆油菜具有重要的实际意义。本研究采用同源序列法从油菜中克隆了Triihelix家族SIP1亚家族五个成员的开放阅读框,对它们进行了生物信息学分析；为阐释该亚家族基因功能,分析了这些基因的时空特异性表达模式,并对它们的功能作了初步分析。主要研究结果如下：1.利用同源序列法获得油菜Trihelix家族SIP1亚家族中五个成员的开放阅读框,并将这5个基因分别命名为BnSIP1-1、BnSIPl-2、BnSIP1-3、BnSIP1-4和BnSIP1-5,BnSIP1-1和BnSIP1-2对应的拟南芥同源基因At3g54390,BnSIP1-3对应At3g14180、BnSIPl-4对应At3g24860、BnSIP1-5对应At2g44730。2.通过各基因的氨基酸序列比对、二级结构和三级结构的预测分析,结果表明除了BnSIP1-5基因之外,该家族其他四个成员均含有Trihelix保守结构域,即螺旋-转角-螺旋-转角-螺旋结构；系统发育分析证实所克隆成员与拟南芥Trihelix家族SIP1亚家族基因具有同源性。3.启动子元件预测结果表明,油菜Trihelix家族SIP1亚家族的这5个基因除了含有基本的启动子元件CAAT-box、TATA-box外,均含有与光调节相关的元件和脱落酸、真菌感染和逆境胁迫应答元件等功能元件,说明它们可能参与光反应应答途径与生物或非生物胁迫应答反应。4.甘蓝型油菜SIP1亚家族成员时空特异性表达分析结果表明,它们均属于组成型表达基因,但在各组织中表达水平各有差异。BnSIP1-1和BnSIP1-2在叶中表达量较高,种子中最低；BnSIP1-3在根、茎、花、种子中表达量依次增加；BnSIP1-4和BnSIP1-5在花中高表达,在茎中表达量略低,但BnSIP1-5在各组织中差异不明显。5.构建目的基因的超表达载体,采用浸花法转化野生型拟南芥,每个基因均获得了数目不等的阳性植株。T1代植株的基因组水平与mRNA水平鉴定结果表明,目的基因确实导入拟南芥中并能够正常表达。6.BnSIP1-1基因在拟南芥中的超表达导致了转基因拟南芥对ABA敏感性下降,表明该基因对ABA胁迫具较强的耐受性,同时BnSIP1-1超表达转基因拟南芥还增强了对甘露醇及盐胁迫的耐受性,说明BnSIP1-1基因与植物抗旱性密切相关。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-12
第一章 文献综述  12-28
  1.1 转录因子的组成  12-14
    1.1.1 DNA结合域  12-13
    1.1.2 转录调控区  13
    1.1.3 寡聚化位点  13
    1.1.4 核定位信号区  13-14
  1.2 植物中转录因子研究现状  14-24
    1.2.1 WRKY转录因子  14-16
    1.2.2 MYB转录因子  16
    1.2.3 bZIP类转录因子  16
    1.2.4 AP2/EREBP  16
    1.2.5 B3类转录因子  16-17
    1.2.6 Trihelix家族研究进展  17-24
  1.3 植物转录因子的分离与功能研究方法  24-27
    1.3.1 植物转录因子瞬间表达分析法  24-25
    1.3.2 突变体或转基因植株功能研究方法  25-27
  1.4 本研究的目的与意义  27-28
第二章 油菜Trihelix家族SIP1家族基因克隆与生物信息学分析  28-42
  2.1 材料与方法  28-33
    2.1.1 实验材料  28-29
    2.1.2 实验方法  29-33
  2.2 结果与分析  33-41
    2.2.1 油菜SIP1家族基因的克隆  33
    2.2.2 油菜SIP1家族基因的序列分析  33-40
    2.2.3 植物表达载体构建  40-41
  2.3 小结  41-42
第三章 基因的组织特异性表达分析  42-47
  3.1 材料与方法  42-44
    3.1.1 实验材料  42
    3.1.2 实验方法  42-44
  3.2 结果与分析  44-46
    3.2.1 BnSIP1-1和BnSIP1-2的组织特异性表达分析  44-45
    3.2.2 BnSIP1-3的组织特异性表达  45
    3.2.3 BnSIP1-4的组织特异性表达分析  45-46
    3.2.4 BnSIP1-5的组织特异性表达分析  46
  3.3 小结  46-47
第四章 转基因拟南芥获得与表型鉴定  47-54
  4.1 材料与方法  47-49
    4.1.1 实验材料  47
    4.1.2 实验方法  47-49
  4.2 结果与讨论  49-53
    4.2.1 重组质粒转化农杆菌阳性检测  49-50
    4.2.2 转基因拟南芥阳性植株筛选  50
    4.2.3 转基因拟南芥植株基因组水平鉴定  50-51
    4.2.4 转基因拟南芥植株mRNA水平鉴定  51-52
    4.2.5 超量表达BnSIP1-1的转基因拟南芥表型鉴定  52-53
  4.3 小结  53-54
第五章 全文总结  54-56
  5.1 甘蓝型油菜Trihelix家族SIP1家族成员的克隆与序列分析  54-55
  5.2 甘蓝型油菜Trihelix家族SIP1家族成员的功能分析  55-56
参考文献  56-67
附录  67-71
致谢  71-72
作者简介  72

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 经济作物 > 油料作物 > 油菜籽（芸薹）
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