蒙古冰草抗旱相关基因MwCP和MwAP2/EREBP的克隆及功能分析

来源 :河北农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qianqian3580
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
干旱是影响植物生长的重要非生物胁迫因子,严重影响小麦等作物的产量、质量和种植范围。随着基因工程的开展和转基因技术的不断成熟,克隆植物抗旱相关基因并利用转基因技术改良作物抗逆性,具有良好的前景。  半胱氨酸蛋白酶基因和AP2/EREBP转录因子均是植物体内可以响应干旱胁迫而表达的基因,其表达产物可以降低干旱胁迫对植物造成的伤害。  本研究以蒙古冰草为材料,利用RT-PCR和RACE技术克隆了蒙古冰草半胱氨酸蛋白酶基因MwCP和AP2/EREBP转录因子基因MwAP2/EREBP,分析了两者在干旱胁迫下的时间特异性和器官特异性表达模式,并将该两个基因导入拟南芥中,初步分析了两个基因的抗旱功能。  本研究主要得到以下结果:  1.利用RACE技术,从蒙古冰草中分离出了一个半胱氨酸蛋白酶基因,并命名为MwCP,Genbank注册号为KP899098。该基因全长1473bp,含有1个1134bp的开放型阅读框,编码377个氨基酸,N端有24个氨基酸组成的信号肽,属于木瓜蛋白酶C1A家族成员。该基因编码蛋白属于亲水性稳定的分泌性蛋白,二级结构主要是α螺旋结构和无规则卷曲,三级结构主要有α螺旋和β折叠、β转角。该基因编码的氨基酸序列与Genebank中小麦CP蛋白(登录号:AAW21813.1)具有98%的同源性。RT-PCR结果表明,MwCP基因受干旱胁迫的诱导而表达,随着胁迫时间的增长,呈现先增加后减少的趋势,且该基因的表达具有时间特异性和器官特异性。  2.构建了MwCP基因的植物表达载体,通过农杆菌介导转化法获得了转MwCP基因的拟南芥植株。通过对转基因植株进行复水试验及抗旱生理指标测定,初步验证了该基因的抗旱功能。结果显示,干旱胁迫复水后,转MwCP基因拟南芥的存活率是对照的1.72倍;干旱胁迫后,转MwCP基因拟南芥的游离脯氨酸含量、叶绿素含量、超氧化物岐化酶活性的增加量均高于野生型拟南芥,丙二醛含量增加量低于野生型拟南芥。除超氧化物岐化酶活性外,其他三个指标两者差异显著。复水试验及游离脯氨酸含量、叶绿素含量、丙二醛含量和超氧化物岐化酶活性4个生理指标的综合测定结果表明,导入外源MwCP基因可增强拟南芥抵御干旱胁迫的能力。  3.利用RT-PCR和RACE技术,从蒙古冰草中克隆了一个AP2/EREBP类转录因子的全长cDNA,命名为MwAP2/EREBP,Genbank注册号为KJ534637。序列分析表明MwAP2/EREBP基因全长1199bp,含有1个813bp的开放型阅读框,编码270个氨基酸,含有一个由64个氨基酸残基组成的AP2保守区,属于AP2/EREBP类转录因子家族。该基因编码蛋白属于亲水性蛋白,状态不稳定,定位在细胞核内。编码蛋白二级结构的主要组成部分为无规则卷曲和α螺旋结构,三级结构包含1个α螺旋和3个β折叠。该基因核酸序列与多枝赖草同源转录因子基因(登录号:AFO12475.1)亲缘关系最近。利用半定量RT-PCR技术分析MwAP2/EREBP基因的表达结果表明,该基因的表达受干旱胁迫的诱导,且该基因的表达具有时间特异性和器官特异性。  4.构建了MwAP2/EREBP基因的植物表达载体,通过农杆菌介导转化法获得了转MwAP2/EREBP基因的拟南芥植株。通过对转基因植株进行复水试验及抗旱生理指标测定,初步验证了该基因的抗旱功能。结果显示,干旱胁迫复水后,转MwAP2/EREBP基因拟南芥的存活率是对照的1.33倍;干旱胁迫后,转MwAP2/EREBP基因拟南芥的游离脯氨酸含量、叶绿素含量、超氧化物岐化酶活性的增加量均高于野生型拟南芥,丙二醛含量增加量低于野生型拟南芥。四个指标中,两者仅脯氨酸含量差异显著。根据复水试验及四个生理指标的综合测定结果,我们推测导入外源MwAP2/EREBP基因对于拟南芥抵御干旱胁迫的伤害具有一定作用。
其他文献
在大学英语课堂上,英语教师在教授英语语言的同时,也要进行必要的文化教学。古希腊神话是影响世界的文化遗产,其影响已深深地渗透了西方文化的各个角落。因此,应充分重视并采
随着水稻全基因组测序工作的完成,人们把目标转向的功能基因组的研究,候选基因方法是功能基因组研究的重要方法之一,候选基因来源于不同的物种,在不同种物中又可以交叉使用,本研究
The problem of adaptive stabilization for a class of systems with nonlinear delayed state perturbations is considered. The bound of the perturbations is assumed
一九八四年五月廿一日午夜,万籁俱寂,酣睡中的上海人民,突然被一阵明显的晃动所惊醒——地震!瞬时民心浮动,人们纷纷离开住所,拥立街头,焦急地观望着。少顷,已是次日凌晨,上
小麦条锈病是我国小麦产区三大主要病害之一,生产上利用抗性品种,是最经济、最有效的条锈病防治办法。但条锈病菌的易变性使的大多数小麦单基因抗性品种在其释放几年后抗性特性又消失了。筛选小麦抗条锈病菌不同生理小种的抗性基因型,进行小麦抗不同生理小种基因的聚合,建立新的、不同于目前抗条锈途径的持久的多基因聚合抗条锈新途径,是进行小麦抗条锈研究与利用的一个重要的创新。本研究进行了抗条锈材料的筛选和抗条锈流行小
手风琴弹唱技能对于中小学音乐教师来说,是非常实用的一项基本功。精心选择弹唱训练内容、科学安排弹唱训练步骤、灵活设计弹唱训练方法、合理编配弹唱伴奏形式、有效拓展弹
项目教学法在高职院校的商务英语专业教学中已经得到了一定的认可,它充分地将教、学、做结合在一起,改善了商务英语教学的效果,使学生对相关行业有了深入的了解,培养了其解决
本文依据高职教育发展规律和外贸行业职业岗位技能要求,将以就业为导向的相关职业教育理念作为指导,对专业课程体系进行整体重构和设计,构建“以工作为导向,基于工作过程”的
随着教学改革和全面提高高等教育质量的呼声越来越高,人才培养也由应试教育向素质教育转变,体育教学的改革也在摸索中前行,每个教学单位都在认真审视着原有的教学模式和课程
在《新闻爱好者》月刊即将正式出版的时候,我去北京访问了戴邦同志,请他就办好新闻业务刊物问题谈谈想法。我们坐下来后,他把上午我留给他的《新闻爱好者》简介拿出来说,我