论文摘要
苎麻是一种重要的天然纤维作物,韧皮纤维次生壁的生物合成决定着纤维产量。在模式植物拟南芥的次生壁生物合成调节网络中,NAC转录因子和MYB转录因子起着主要调控作用。苎麻中NAC-MYB转录因子调控纤维次生壁发育的作用,目前仍然未知。本研究通过系统进化树分析,发现BnNAC19和BnNAC24与拟南芥次生壁形成发育核心开关基因SND1,NST1/2高度同源;而BnMYB46与拟南芥SND1的直接下游靶基因次生壁形成发育的第二层级核心开关AtMYB46高度同源。因此,从苎麻中克隆出两个NAC转录因子基因（BnNAC19和BnNAC24）和MYB转录因子基因（BnMYB46）,并成功构建它们的过表达载体,亚细胞定位载体和转录激活载体。首先,通过农杆菌介导转化法,过表达拟南芥和烟草探究生物学功能,发现BnNAC19和BnNAC24能够增加拟南芥茎中次生壁纤维含量,在BnNAC24过表达拟南芥茎中束间纤维细胞壁出现增厚现象,BnNAC19过表达烟草叶中粗纤维含量显著增加。进一步研究分析发现,在BnNAC19和BnNAC24过表达拟南芥中,涉及次生壁合成和发育的核心调控基因AtMYB46,在野生型和SND1突变体过表达株系中相对表达量都提高。然后,通过亚细胞定位试验和酵母转录激活试验分析,确定BnNAC19,BnNAC24和BnMYB46三个基因都具有核定位信号,并且三个基因在其C-端具有转录激活结构域,表明它们为转录因子基因,能够激活其下游基因的表达。而且在苎麻酵母文库筛选中,共鉴定到三个可能与BnNAC19互作的基因,分别是天冬氨酸蛋白酶基因,果糖二磷酸醛缩酶基因和丝氨酸羟甲基转移酶基因;天冬氨酸蛋白酶基因在细胞程序性死亡中起作用。对AtMYB46基因组织特异性表达分析显示,其在苎麻韧皮底端表达量明显高于顶端,表明其可能在苎麻纤维成熟过程中起作用。总之,研究证实了BnNAC19,BnNAC24和BnMYB46是转录因子编码基因。BnNAC19和BnNAC24过表达能够上调拟南芥次生壁发育关键基因AtMYB46的表达量,从而导致次生壁纤维的生物合成增加。BnNAC19有可能直接参与细胞程序性死亡调控次生壁发育,而BnMYB46可能在苎麻纤维成熟中发挥重要作用。这三个基因的功能分析将为苎麻纤维发育分子机制提供理论依据。
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文章来源
类型: 硕士论文
作者: 李富
导师: 彭清忠,刘头明
关键词: 苎麻,次生壁,转录因子
来源: 吉首大学
年度: 2019
分类: 基础科学,农业科技
专业: 生物学,生物学,农作物
单位: 吉首大学
分类号: Q943.2;S563.1
DOI: 10.27750/d.cnki.gjsdx.2019.000294
总页数: 58
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