中间锦鸡儿3个NAC基因的克隆及功能分析

中间锦鸡儿3个NAC基因的克隆及功能分析

论文摘要

生长在自然环境中的植物,常面临各种非生物及生物胁迫。在长期的进化中,植物形成了相对稳定的胁迫适应机制。NAC转录因子是植物特有的、最大转录因子家族之一,参与植物生长发育及逆境胁迫应答。中间锦鸡儿(Caraganaintermedia)属豆科锦鸡儿属,是广泛分布于我国西北地区的耐旱、耐寒、耐盐碱的灌木树种。本研究克隆了 3个中间锦鸡儿NAC基因,并对其结构和功能进行了初步的分析,得到以下结论:1.克隆得到CiNAC071基因,其中ORF为1 017 bp,编码339个氨基酸;PCR扩增获得2 108 bp启动子序列,预测具有ABA、MeJA、GA、低温诱导等顺式作用元件;该启动子驱动的GUS报告基因主要集中在子叶叶脉、新生叶片、下胚轴、花萼顶端的叶脉中表达;CiNAC071启动子为诱导型启动子,ABA处理抑制GUS表达,GA处理促进GUS表达;CiNAC071基因过表达拟南芥对盐胁迫更加敏感,盐胁迫响应基因下调,表明其通过下调相关基因表达增强植物盐敏感性。2.克隆得到CiNAC038基因,ORF为1 032 bp,编码344个氨基酸:在中间锦鸡儿的茎中表达量最高;PCR扩增获得该基因启动子序列1 800 bp,预测具有ABA、MeJA、GA、厌氧诱导等多种顺式作用元件,该启动子驱动的GUS报告基因主要在下胚轴基部、根、花瓣、花萼和花药中表达。CiNAC038启动子属ABA诱导型启动子,ABA处理抑制GUS表达。3.克隆得到CiATAF1基因873 bp的ORF,编码291个氨基酸;在中间锦鸡儿的叶中表达量最高:受干旱、冷和盐的诱导表达;CiATAF1定位于拟南芥原生质体的细胞核中。

论文目录

  • 摘要
  • abstract
  • 缩略语表
  • 1 引言
  •   1.1 NAC转录因子研究进展
  •     1.1.1 NAC转录因子的结构及命名
  •     1.1.2 NAC转录因子的功能
  •   1.2 植物对盐胁迫的耐受性研究
  •     1.2.1 盐胁迫对植物的影响
  •     1.2.2 植物对盐胁迫的耐受性
  •     1.2.3 盐胁迫条件下植物激素的变化
  •   1.3 真核基因启动子研究
  •   1.4 中间锦鸡儿及其研究进展
  •   1.5 研究目的及意义
  •   1.6 技术路线
  • 2 实验材料和方法
  •   2.1 实验材料
  •     2.1.1 植物材料
  •     2.1.2 质粒
  •     2.1.3 菌种
  •   2.2 实验药品
  •     2.2.1 实验试剂及酶
  •     2.2.2 试剂盒
  •     2.2.3 实验药品
  •     2.2.4 引物合成及测序
  •   2.3 实验仪器
  •   2.4 实验方法
  •     2.4.1 中间锦鸡儿材料的处理
  •     2.4.2 RNA提取与cDNA的合成
  •     2.4.3 DNA提取
  •     2.4.4 荧光定量PCR
  •     2.4.5 PCR产物胶回收
  •     2.4.6 质粒提取
  •     2.4.7 cDNA末端序列快速扩增
  •     2.4.8 基因全长克隆及分析
  •     2.4.9 启动子克隆及分析
  •     2.4.10 表达载体构建及转化
  •     2.4.11 原生质体的构建和转化
  •     2.4.12 植物生长不同时期GUS组织化学染色
  •     2.4.13 不同激素处理下GUS组织化学染色
  •     2.4.14 生物信息学分析
  • 3 结果与分析
  •   3.1 中间锦鸡儿CiNAC071、CiNAC038和CiATAF1基因克隆
  •     3.1.1 中间锦鸡儿CiNAC071基因克隆
  •     3.1.2 中间锦鸡儿CiNAC038基因克隆
  •     3.1.3 中间锦鸡儿CiATAF1基因克隆
  •   3.2 中间锦鸡儿CiNAC071、CiNAC038和CiATAF1基因序列分析
  •     3.2.1 中间锦鸡儿CiNAC071基因序列分析
  •     3.2.2 中间锦鸡儿CiNAC038基因序列分析
  •     3.2.3 中间锦鸡儿CiATAF1基因序列分析
  •   3.3 中间锦鸡儿CiNAC071、CiNAC038和CiATAF1蛋白质序列分析
  •   3.4 中间锦鸡儿CiNAC071、CiNAC038和CiATAF1序列比对分析
  •     3.4.1 中间锦鸡儿CiNAC071、CiNAC038和CiATAF1序列比对分析
  •     3.4.2 中间锦鸡儿CiNAC071、CiNAC038和CiATAF1的蛋白序列进化树分析
  •   3.5 中间锦鸡儿CiNAC038和CiATAF1基因的表达模式分析
  •     3.5.1 中间锦鸡儿CiNAC038和CiATAF1基因的组织特异性分析
  •     3.5.2 中间锦鸡儿CiATAF1基因的在胁迫条件下的表达模式
  •   3.6 中间锦鸡儿CiATAF1的亚细胞定位
  •     3.6.1 CiATAF1-GFP的融合载体构建
  •     3.6.2 中间锦鸡儿CiATAF1的亚细胞定位
  •   3.7 中间锦鸡儿CiNAC071和CiNAC038启动子克隆与组织化学染色
  •     3.7.1 中间锦鸡儿CiNAC071启动子克隆与组织化学染色
  •     3.7.2 中间锦鸡儿CiNAC038启动子克隆及组织化学染色
  •   3.8 过表达CiNAC071和CiNAC038转基因拟南芥的获得与鉴定
  •     3.8.1 过表达CiNAC071转基因拟南芥的获得与鉴定
  •     3.8.2 过表达CiNAC038转基因拟南芥的获得与鉴定
  •   3.9 CiNAC071和CiNAC038过表达拟南芥干旱胁迫处理
  •   3.10 过表达CiNAC071降低了拟南芥对盐胁迫的耐受能力
  • 4 讨论
  •   4.1 CiNAC071、CiNAC038和CiATAF1表达模式
  •   4.2 CiNAC071、CiNAC038和CiATAF1亚细胞定位
  •   4.3 CiNAC071和CiNAC038启动子克隆和组织化学染色分析
  •   4.4 CiNAC071基因功能分析
  •   4.5 CiATAF1基因功能预测分析
  • 5 结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 作者简介
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 王燕飞

    导师: 李国婧

    关键词: 中间锦鸡儿,转录因子,启动子,基因表达,盐胁迫,拟南芥

    来源: 内蒙古农业大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 生物学,生物学

    单位: 内蒙古农业大学

    基金: 国家自然科学基金项目“中间锦鸡儿非生物胁迫相关NAC转录因子筛选与鉴定(31660065)”,内蒙古自治区科技计划项目“北方防沙带(内蒙古)生态技术集成与产业化示范”,内蒙古自治区产业创新创业人才团队,内蒙古自治区科技创新团队建设计划项目“内蒙古自治区抗逆植物遗传资源利用与分子改良科技创新团队(201503004)”

    分类号: Q943.2

    DOI: 10.27229/d.cnki.gnmnu.2019.000549

    总页数: 69

    文件大小: 6538K

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