胡杨PeWRKY1基因及其启动子的克隆与功能分析

胡杨PeWRKY1基因及其启动子的克隆与功能分析

论文摘要

WRKY转录因子家族是近年来研究较为广泛的转录因子,WRKY蛋白含锌指结构,其N端存在高度保守的WRKYGQK氨基酸序列,WRKY结构域能专一的与顺式元件W-box[(T)(T)TGAC(C/T)]序列结合。目前研究发现,WRKY转录因子参与了植物生物与非生物胁迫应答反应及其信号转导、植物生长发育、形态建成及代谢调控等一系列生理活动。本研究从胡杨中克隆得到了PeWRKYl基因,通过构建植物过表达载体,利用农杆菌介导方法转化烟草,得到8个转基因株系。用100mM的NaCl处理转基因烟草水培苗一周后,对照及转基因植株的净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)都有显著下降,回复处理三天后,转基因植株的Pn和Gs都有所回升,但对照组的Pn仍然保持继续下降趋势,暗示PeWRKY1在植物响应盐胁迫方面可能存在一定的作用。从胡杨及灰杨中分别调取WRKYl基因的启动子进行序列分析发现,两者含有与植物抗逆相关的多种元件,同时,两者都含有一个W-box结构,表明该启动子可能受上游WRKY家族成员的调控。将两启动子构建到含GUS基因的载体并分别转入烟草,对其进行GUS组织化学染色发现:两种启动子都存在组织表达特异性,转胡杨WRKY1启动子烟草的根、茎维管形成层及叶肉细胞中都发现GUS活性,但转灰杨WRKY1启动子烟草的茎维管形成层并未发现GUS活性,且在根和叶肉细胞中表达量相对较低,表明两种启动子在响应植物逆境胁迫反应中可能存在功能性差异。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 目录
  • 1 引言
  • 1.1 植物转录因子家族及其功能
  • 1.2 WRKY转录因子的结构特点
  • 1.2.1 WRKY的结构域
  • 1.2.2 WRKY蛋白与W-box的结合
  • 1.3 WRKY基因的起源与分子进化
  • 1.4 WRKY蛋白的生物学功能研究
  • 1.4.1 WRKY转录因子调控植物生物胁迫及其信号转导
  • 1.4.2 WRKY转录因子调控植物非生物胁迫及其信号转导
  • 1.4.2.1 WRKY转录因子在植物响应温度胁迫中的作用
  • 1.4.2.2 WRKY转录因子在植物响应干旱胁迫中的作用
  • 1.4.2.3 WRKY转录因子在植物响应盐胁迫中的作用
  • 1.4.2.4 WRKY转录因子在氧化胁迫中的作用
  • 1.4.3 WRKY转录因子在植物生长发育及形态建成中的调节作用
  • 1.4.4 WRKY转录因子在植物代谢中的调节作用
  • 1.5 本研究的目的及意义
  • 2 材料与方法
  • 2.1 材料及试剂
  • 2.1.1 植物材料
  • 2.1.2 菌种及质粒
  • 2.1.3 酶及化学试剂
  • 2.1.5 培养基及缓冲液
  • 2.2 实验方法
  • 2.2.1 胡杨PeWRKY1基因的克隆
  • 2.2.2 胡杨及灰杨WRKY1启动子的克隆
  • 2.2.3 克隆基因的载体构建
  • 2.2.4 农杆菌介导的烟草转化
  • 2.2.4.1 农杆菌的活化
  • 2.2.4.2 侵染
  • 2.2.4.3 抗性筛选
  • 2.2.4.4 转基因烟草GUS活性分析
  • 3 结果与分析
  • 3.1 PeWRKY1基因的克隆与分析
  • 3.2 PeWRKY1基因转化烟草的耐盐性研究
  • 3.3 胡杨及灰杨WRKY1启动子的序列分析
  • 3.4 启动子转化烟草的组织表达分析
  • 4 讨论及工作展望
  • 4.1 胡杨PeWRKY1的克隆及耐盐性分析
  • 4.2 胡杨及灰杨WRKY1基因启动子的表达差异
  • 4.3 工作展望
  • 5 结论
  • 参考文献
  • 附录一 英文缩略表
  • 附录二 植物表达载体示意图
  • 附录三 农杆菌介导的烟草转化过程
  • 个人简介
  • 导师简介
  • 获得成果目录
  • 致谢
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