苹果PGIP基因的体外表达和SA处理对桃PGIP基因表达的诱导

论文摘要

参与植物防御机制的多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白（Polygalaeturonase inhibiting proteins,PGIPs）是富含亮氨酸重复单位（Leucine-rich repeat,LRR）的一种胞外细胞壁结合蛋白,其特异性地结合病原真菌分泌的多聚半乳糖醛酸酶（PGs）并抑制其活性,同时引发植物的防御反应。因此研究PGlP基因及其表达对于植物抗病育种有重要意义。本实验以嘎拉苹果果实为试材,克隆了苹果PGIP基因cDNA全长及构建了原核、真核表达载体;以桃果皮、叶片为试材,探讨了0.2、0.02 mmol/L SA诱导处理对桃果实发育期间叶片和果皮中PGIP基因表达的影响,主要结果如下:1以苹果幼果果实提取的总RNA为模板,通过反转录PCR克隆了嘎拉苹果PGIP基因片段,测序结果表明获得的cDNA长1177 bp,该片段含完整的开放阅读框993 bp,编码330个氨基酸残基组成的多肽链。分别构建了苹果PGIP基因的原核、真核表达载体pET-32a-PGIP、pPICZαB-PGIP并进行了该基因的原核诱导表达。2桃叶片、果皮的PGIP基因的表达水平随桃果实发育进程均表现为单峰曲线,不同发育时期基因表达水平差异较大,桃叶片中基因表达高峰在坐果期,果皮中的高峰在果实快速膨大期,该基因的表达存在发育阶段特异性;桃叶片中PGIP基因的表达水平明显高于果皮,说明该基因的表达存在器官特异性。在0.2、0.02 mmol/L的SA喷施诱导处理后072 h、024 d对桃叶片PGIP基因的表达均有影响。在处理后072 h内桃叶片PGIP基因的表达分别在24、48 h达到高峰,低浓度处理达到峰值的时间较长,峰值较高;在不同浓度诱导处理后024 d桃叶片中PGIP基因的表达均在处理后第9 d达到高峰,低浓度处理的峰值较高;SA处理对桃叶片PGIP基因表达的长期效应弱于短期效应;两种浓度SA诱导处理后果皮后PGIP基因表达峰值均低于对照,说明SA处理对桃果皮PGIP基因的表达有一定的抑制作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 PG 与PGIP 在植物防御体系中的功能
• 1.3 PGIP 基因的研究进展
• 1.3.1 PGIP 基因的特点
• 1.3.2 PGIP 基因在植物细胞中的表达及调控
• 1.4 植物抗性与PGIP 分布差异的关系
• 1.5 PGIP 基因的原核、真核表达研究进展
• 1.5.1 国外研究进展
• 1.5.2 国内研究进展
• 1.6 外源水杨酸（SA）诱导植物产生抗病性研究进展
• 1.6.1 外源水杨酸处理后木质素的合成与积累
• 1.6.2 外源水杨酸处理后植保素的合成
• 1.6.3 外源水杨酸处理后病程相关蛋白的积累
• 1.7 本研究的目的与意义
• 第二章 皇家嘎拉苹果PGIP 基因的克隆、原核诱导表达
• 2.1 实验材料
• 2.2 菌种与载体
• 2.3 方法
• 2.3.1 引物的设计与合成
• 2.3.2 苹果果实总RNA 的提取
• 2.3.3 总RNA 的纯化
• 2.3.4 总RNA 的检测
• 2.3.5 反转录及PGIP 基因编码区的扩增
• 2.3.6 原核表达载体pET-32a-PGIP 的构建与鉴定
• 2.3.7 酵母表达载体pPICZαB-PGIP 的构建
• 2.4 结果与分析
• 2.4.1 嘎拉苹果果实总RNA 提取结果
• 2.4.2 苹果PGIP 基因cDNA 片段的获得
• 2.4.3 苹果PGIP 基因的cDNA 序列的生物学信息分析
• 2.4.4 苹果PGIP 基因原核表达载体pET-32a-PGIP 构建过程
• 2.4.5 苹果PGIP 基因原核表达载体转化表达菌株及原核诱导表达
• 2.4.6 嘎拉PGIP 基因酵母表达载体pPICZαB-PGIP 的构建
• 2.5 讨论
• 2.5.1 苹果不同品种PGIP 基因之间的差异
• 2.5.2 原核、真核表达载体选择的依据
• 2.5.3 原核诱导表达条件选择及影响
• 2.6 结论
• 第三章 SA 诱导对桃叶片和果皮中PGIP 基因表达的影响
• 3.1 材料
• 3.2 材料处理
• 3.2.1 桃果实发育过程中PGIP 基因表达定量样品的处理与采集
• 3.2.2 水杨酸诱导桃叶片PGIP 基因表达的短期、长期效应定量样品的处理与采集
• 3.3 桃PGIP 基因表达实时PCR 定量引物的设计与合成
• 3.4 方法
• 3.4.1 桃总RNA 提取、纯化和检测方法
• 3.4.2 反转录反应体系和方法
• 3.4.3 实时定量 PCR 反应体系和方法
• 3.5 结果与分析
• 3.5.1 桃叶片、果皮RNA 的提取结果
• 3.5.2 桃果实发育过程中叶片、果皮PGIP 基因的表达特性
• 3.5.3 SA 诱导处理对桃叶片PGIP 基因表达的短期效应
• 3.5.4 SA 诱导处理对桃叶片、果皮PGIP 基因表达的长期效应
• 3.6 讨论
• 3.7 结论
• 参考文献
• 缩略词
• 致谢
• 作者简介