王云:龙眼HSF家族全基因组鉴定及其在热胁迫响应中的表达分析论文

王云:龙眼HSF家族全基因组鉴定及其在热胁迫响应中的表达分析论文

本文主要研究内容

作者王云(2019)在《龙眼HSF家族全基因组鉴定及其在热胁迫响应中的表达分析》一文中研究指出:龙眼(Dimocarpus longan Lour.)是我国重要的经济型果树,具有丰富的食用和药用价值。龙眼果实品质及产量与其胚胎发育的好坏密切相关。在龙眼设施栽培中,温度是影响胚胎发育的重要因子。因此,为更好的发展龙眼设施产业,研究热胁迫对龙眼胚胎发育的影响意义重大。热激转录因子(Heat shock transcription factor,HSF)是参与热胁迫的重要调控因子。本研究对热胁迫处理下的龙眼胚性愈伤组织(Embryogenic callus,EC)进行细胞形态观察及其增殖率和细胞活力测定;同时,对热胁迫下龙眼早期体胚发育不同阶段细胞进行生理生化指标测定;在此基础上进行了龙眼DlHSF家族全基因组鉴定、生物信息学分析及该家族所有成员的密码子使用偏好性分析;对其在生长发育及逆境胁迫下的表达模式进行研究;并对在早期体胚发育过程及热胁迫响应中发挥重要作用的DlHsfA2进行克隆、载体构建及瞬时表达研究。主要研究结果如下:(1)对龙眼EC进行热胁迫(30℃、35℃和40℃)处理下细胞形态观察及细胞生长量和细胞活力测定。结果表明随着温度升高,龙眼细胞颜色加深,颗粒化程度加剧,质地更加紧实,40℃时部分细胞形态出现畸形。细胞生长量呈现“先升后降”趋势,在35℃时生长量最多,40℃最少。细胞活力伴随热胁迫加剧而呈下降趋势,40℃最低。对处于早期体胚发育不同阶段的龙眼细胞进行相关生理生化指标测定,结果发现MDA、Pro含量及SOD酶活性会随着温度升高呈上升趋势,40℃时达到峰值。与25℃对照相比,40℃处于球形胚(Globular embryo,GE)及胚胎发育阶段的细胞MDA、Pro含量及SOD酶活性均更高。而30℃和35℃不同发育时期的细胞虽高于对照,但上升幅度偏小,表明热胁迫对早期体胚发育不同阶段细胞的生理生化及代谢过程会有不同程度影响。(2)从龙眼基因组中鉴定得到20个DlHSF家族成员。生物信息学分析表明,DlHSF家族具有典型的DBD保守结合域,且均为不含信号肽的不稳定蛋白;启动子含有热激、光等与逆境胁迫及胚乳、叶形态等生长发育相关的响应元件,表明DlHSF可能参与多种逆境胁迫及生长发育过程;进化树分析表明HSF可分为DlHsfA、DlHsfB和DlHsfC三类。qRT-PCR结果表明:在龙眼早期体胚发育过程中,DlHSF可能主要在EC、GE阶段发挥作用。不同组织器官表达量分析发现,DlHSF可能与龙眼花的发育等生长过程相关。(3)对DlHSF家族密码子使用偏性特征进行进一步分析发现,DlHSF家族成员编码氨基酸时对密码子的偏好性整体较弱,且更偏好使用A/T(U),并偏好以A或T(U)结尾。该家族的最优密码子有CUU、CAA等12个。DlHSF家族密码子偏好性主要受突变压力影响。与拟南芥、烟草等模式生物基因组密码子偏性使用频率比较,酵母菌真核表达系统更适合作为该家族基因异源表达系统,而且拟南芥、烟草等均可作为该家族遗传转化的理想受体。(4)对龙眼EC进行不同胁迫处理。qRT-PCR结果表明,在渗透胁迫下,DlHsfA1d和DlHsfA8表达量较高;在盐胁迫下,DlHsfA4d、DlHsfA6b和DlHsfA8有较高表达量;表明这些基因可能在该胁迫过程中发挥作用。在热胁迫下,DlHSF表达量基本在40℃时达到最高,热胁迫响应最为激烈。基于此,继续对40℃热胁迫下不同时间(0、1、2、4、6、12和24 h)的DlHSF进行表达情况研究。qRT-PCR结果表明,DlHSF成员大多数集中于2 h时表达量最高。对SA、ABA、Ca2+和H2O2不同信号分子进行2 h处理后,再进行2 h 40℃热胁迫处理。结果发现,在热胁迫后的ABA、H2O2处理下,DlHSF的表达量上调最为明显,表明在热胁迫下的分子信号转导途径中,DlHSF主要参与热胁迫下的H2O2和ABA信号途径转导。(5)为探究重要基因DlHsfA2的功能,克隆得到DlHsfA2序列,ORF长度为1 125 bp,编码氨基酸数量为374 aa,蛋白比对结果发现,含有典型的DBD保守结构域。进化关系表明,DlHsfA2与柑橘CsHsfA2亲缘关系较近,与水稻关系最远。构建p1302-DlHsfA2-GFP亚细胞定位表达载体及p1301-DlHsfA2-GUS过表达载体。结果显示,DlHsfA2定位于细胞核,与WoLF PSORT预测结果一致。p1301-DlHsfA2-GUS在龙眼EC中瞬时转化发现,与非转基因相比,转基因EC中阳性对照及过表达材料中均检测到GUS报告基因和潮霉素(Hygromycin)基因。且qRT-PCR结果表明,与阳性对照相比,过表达EC中GUS报告基因的表达量显著升高。

Abstract

long yan (Dimocarpus longan Lour.)shi wo guo chong yao de jing ji xing guo shu ,ju you feng fu de shi yong he yao yong jia zhi 。long yan guo shi pin zhi ji chan liang yu ji pei tai fa yo de hao huai mi qie xiang guan 。zai long yan she shi zai pei zhong ,wen du shi ying xiang pei tai fa yo de chong yao yin zi 。yin ci ,wei geng hao de fa zhan long yan she shi chan ye ,yan jiu re xie pai dui long yan pei tai fa yo de ying xiang yi yi chong da 。re ji zhuai lu yin zi (Heat shock transcription factor,HSF)shi can yu re xie pai de chong yao diao kong yin zi 。ben yan jiu dui re xie pai chu li xia de long yan pei xing yu shang zu zhi (Embryogenic callus,EC)jin hang xi bao xing tai guan cha ji ji zeng shi lv he xi bao huo li ce ding ;tong shi ,dui re xie pai xia long yan zao ji ti pei fa yo bu tong jie duan xi bao jin hang sheng li sheng hua zhi biao ce ding ;zai ci ji chu shang jin hang le long yan DlHSFjia zu quan ji yin zu jian ding 、sheng wu xin xi xue fen xi ji gai jia zu suo you cheng yuan de mi ma zi shi yong pian hao xing fen xi ;dui ji zai sheng chang fa yo ji ni jing xie pai xia de biao da mo shi jin hang yan jiu ;bing dui zai zao ji ti pei fa yo guo cheng ji re xie pai xiang ying zhong fa hui chong yao zuo yong de DlHsfA2jin hang ke long 、zai ti gou jian ji shun shi biao da yan jiu 。zhu yao yan jiu jie guo ru xia :(1)dui long yan ECjin hang re xie pai (30℃、35℃he 40℃)chu li xia xi bao xing tai guan cha ji xi bao sheng chang liang he xi bao huo li ce ding 。jie guo biao ming sui zhao wen du sheng gao ,long yan xi bao yan se jia shen ,ke li hua cheng du jia ju ,zhi de geng jia jin shi ,40℃shi bu fen xi bao xing tai chu xian ji xing 。xi bao sheng chang liang cheng xian “xian sheng hou jiang ”qu shi ,zai 35℃shi sheng chang liang zui duo ,40℃zui shao 。xi bao huo li ban sui re xie pai jia ju er cheng xia jiang qu shi ,40℃zui di 。dui chu yu zao ji ti pei fa yo bu tong jie duan de long yan xi bao jin hang xiang guan sheng li sheng hua zhi biao ce ding ,jie guo fa xian MDA、Prohan liang ji SODmei huo xing hui sui zhao wen du sheng gao cheng shang sheng qu shi ,40℃shi da dao feng zhi 。yu 25℃dui zhao xiang bi ,40℃chu yu qiu xing pei (Globular embryo,GE)ji pei tai fa yo jie duan de xi bao MDA、Prohan liang ji SODmei huo xing jun geng gao 。er 30℃he 35℃bu tong fa yo shi ji de xi bao sui gao yu dui zhao ,dan shang sheng fu du pian xiao ,biao ming re xie pai dui zao ji ti pei fa yo bu tong jie duan xi bao de sheng li sheng hua ji dai xie guo cheng hui you bu tong cheng du ying xiang 。(2)cong long yan ji yin zu zhong jian ding de dao 20ge DlHSFjia zu cheng yuan 。sheng wu xin xi xue fen xi biao ming ,DlHSFjia zu ju you dian xing de DBDbao shou jie ge yu ,ju jun wei bu han xin hao tai de bu wen ding dan bai ;qi dong zi han you re ji 、guang deng yu ni jing xie pai ji pei ru 、xie xing tai deng sheng chang fa yo xiang guan de xiang ying yuan jian ,biao ming DlHSFke neng can yu duo chong ni jing xie pai ji sheng chang fa yo guo cheng ;jin hua shu fen xi biao ming HSFke fen wei DlHsfA、DlHsfBhe DlHsfCsan lei 。qRT-PCRjie guo biao ming :zai long yan zao ji ti pei fa yo guo cheng zhong ,DlHSFke neng zhu yao zai EC、GEjie duan fa hui zuo yong 。bu tong zu zhi qi guan biao da liang fen xi fa xian ,DlHSFke neng yu long yan hua de fa yo deng sheng chang guo cheng xiang guan 。(3)dui DlHSFjia zu mi ma zi shi yong pian xing te zheng jin hang jin yi bu fen xi fa xian ,DlHSFjia zu cheng yuan bian ma an ji suan shi dui mi ma zi de pian hao xing zheng ti jiao ruo ,ju geng pian hao shi yong A/T(U),bing pian hao yi Ahuo T(U)jie wei 。gai jia zu de zui you mi ma zi you CUU、CAAdeng 12ge 。DlHSFjia zu mi ma zi pian hao xing zhu yao shou tu bian ya li ying xiang 。yu ni na gai 、yan cao deng mo shi sheng wu ji yin zu mi ma zi pian xing shi yong pin lv bi jiao ,jiao mu jun zhen he biao da ji tong geng kuo ge zuo wei gai jia zu ji yin yi yuan biao da ji tong ,er ju ni na gai 、yan cao deng jun ke zuo wei gai jia zu wei chuan zhuai hua de li xiang shou ti 。(4)dui long yan ECjin hang bu tong xie pai chu li 。qRT-PCRjie guo biao ming ,zai shen tou xie pai xia ,DlHsfA1dhe DlHsfA8biao da liang jiao gao ;zai yan xie pai xia ,DlHsfA4d、DlHsfA6bhe DlHsfA8you jiao gao biao da liang ;biao ming zhe xie ji yin ke neng zai gai xie pai guo cheng zhong fa hui zuo yong 。zai re xie pai xia ,DlHSFbiao da liang ji ben zai 40℃shi da dao zui gao ,re xie pai xiang ying zui wei ji lie 。ji yu ci ,ji xu dui 40℃re xie pai xia bu tong shi jian (0、1、2、4、6、12he 24 h)de DlHSFjin hang biao da qing kuang yan jiu 。qRT-PCRjie guo biao ming ,DlHSFcheng yuan da duo shu ji zhong yu 2 hshi biao da liang zui gao 。dui SA、ABA、Ca2+he H2O2bu tong xin hao fen zi jin hang 2 hchu li hou ,zai jin hang 2 h 40℃re xie pai chu li 。jie guo fa xian ,zai re xie pai hou de ABA、H2O2chu li xia ,DlHSFde biao da liang shang diao zui wei ming xian ,biao ming zai re xie pai xia de fen zi xin hao zhuai dao tu jing zhong ,DlHSFzhu yao can yu re xie pai xia de H2O2he ABAxin hao tu jing zhuai dao 。(5)wei tan jiu chong yao ji yin DlHsfA2de gong neng ,ke long de dao DlHsfA2xu lie ,ORFchang du wei 1 125 bp,bian ma an ji suan shu liang wei 374 aa,dan bai bi dui jie guo fa xian ,han you dian xing de DBDbao shou jie gou yu 。jin hua guan ji biao ming ,DlHsfA2yu gan ju CsHsfA2qin yuan guan ji jiao jin ,yu shui dao guan ji zui yuan 。gou jian p1302-DlHsfA2-GFPya xi bao ding wei biao da zai ti ji p1301-DlHsfA2-GUSguo biao da zai ti 。jie guo xian shi ,DlHsfA2ding wei yu xi bao he ,yu WoLF PSORTyu ce jie guo yi zhi 。p1301-DlHsfA2-GUSzai long yan ECzhong shun shi zhuai hua fa xian ,yu fei zhuai ji yin xiang bi ,zhuai ji yin ECzhong yang xing dui zhao ji guo biao da cai liao zhong jun jian ce dao GUSbao gao ji yin he chao mei su (Hygromycin)ji yin 。ju qRT-PCRjie guo biao ming ,yu yang xing dui zhao xiang bi ,guo biao da ECzhong GUSbao gao ji yin de biao da liang xian zhe sheng gao 。

论文参考文献

  • [1].月季HSF转录因子的功能验证[D]. 张方静.中南林业科技大学2019
  • [2].大白菜HSF家族基因鉴定及分析[D]. 李红颖.曲阜师范大学2015
  • [3].菠菜热激转录因子Hsf家族全基因组分析及SoHsfA1基因功能分析[D]. 刘爽.上海师范大学2016
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  • [2].月季HSF转录因子的功能验证[D]. 张方静.中南林业科技大学2019
  • [3].小麦WRKY转录因子的鉴定分析与耐热相关基因的初步研究[D]. 刘媛媛.西北农林科技大学2019
  • [4].小麦RPD3/HDA1基因家族的鉴定及TaHDAC-I-2b的过表达对小麦耐热性的影响[D]. 郑文杰.西北农林科技大学2019
  • [5].龙眼体胚发生早期IncRNAs的鉴定及表达调控研究[D]. 陈燕.福建农林大学2019
  • [6].香蕉Aux/IAA家族鉴定及其在P.indica诱导的FocTR4抗性中的表达分析[D]. 孙雪丽.福建农林大学2019
  • [7].CRISPR/Cas9介导的文心兰Fd和FNR基因编辑研究[D]. 李蓉.福建农林大学2019
  • [8].水仙叶片热胁迫的转录组及sRNAs分析[D]. 宋姣敏.福建农林大学2019
  • [9].光质处理苋菜幼苗转录组分析及MYB转录因子功能研究[D]. 彭丽云.福建农林大学2019
  • [10].吐鲁番不同品种葡萄的耐热性评价[D]. 吴久赟.石河子大学2018
  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自福建农林大学的王云,发表于刊物福建农林大学2019-08-30论文,是一篇关于龙眼论文,热胁迫论文,全基因组论文,家族论文,实时荧光定量论文,福建农林大学2019-08-30论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自福建农林大学2019-08-30论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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