中国番茄黄化曲叶病毒卫星DNA诱导的番茄根系FRO1和IRT的基因沉默的研究

论文摘要

病毒诱导的基因沉默作为反向遗传学工具已广泛应用于植物基因的功能特性分析，用于基因沉默研究的即有RNA病毒载体也有DNA病毒载体，已报道用它们来沉默研究的多数为改变叶形、花色等表型明显的基因，对于植物根部基因的沉默，虽然已有利用TRV这一RNA病毒载体将根部分裂组织基因成功沉默的报道，但对于本研究中所要使用的TYLCCNV这个DNA病毒载体其是否具有同样的效果，为此本文对它的应用领域进行了进一步的探索。本文以番茄为试材，反转录得到铁还原酶和铁转运蛋白两个铁营养代谢中相关的cDNA片段，并对其进行基因沉默载体的构建、基因沉默后的鉴定和分析。 铁是植物生长发育所必须的16种营养元素之一，以Fe（Ⅱ）和Fe（Ⅲ）两种价态存在，由于受土壤pH值和氧的影响，铁在土壤中经常以比较稳定的氧化物形态存在，在水中的溶解度非常低，故能为植物吸收利用的铁只占很小的比例，因此在碱性土壤中植物经常受到缺铁胁迫而表现失绿症，并严重影响作物产量和品质。缺铁情况下耐缺铁的植物根系会诱导铁还原酶和铁转运蛋白基因的表达从而提高对生长介质中缺的吸收利用能力，从而有效地缓解植物的缺铁症状。本文从番茄中反转录克隆了铁还原酶和铁转运蛋白家族的cDNA保守序列，分别命名为FRO1和IRT。构建了病毒诱导的基因沉默载体pBinPLUS-2mβ-1.7A-FRO1和pBinPLUS-2mβ-1.7A-IRT，并利用农杆菌介导法接种番茄，经过分子鉴定证明TYLCCNV病毒的DNAβ和DNA-A都已经整合到番茄基因组中。接种pBinPLUS-2mβ-1.7A-FRO1和pBinPLUS-2mβ-1.7A-IRT的番茄植株铁还原酶和转运蛋白含量生理及分子指标测定结果表明，FRO1和IRT的表达显著减少。 铁还原酶和铁转运蛋白在植物体内的合成只在植物处于缺铁的情况下才会大量表达。本文用无土栽培的方法模拟植物缺铁状况，并首次采用病毒诱导基因沉默的方法将植物的铁还原酶和铁转运蛋白基因沉默。对其基因沉默后的生理特性、及含量进行了分析，结果表明，铁还原酶和铁转运蛋白在转录后水平表达降

论文目录

• 前言
• 第一篇 文献综述
• 第一章 病毒诱导的基因沉默及其在功能基因组学研究中的应用
• 1.1 VIGS的本质
• 1.2 VIGS应用于功能基因组学研究的原理
• 1.3 VIGS的优缺点
• 1.4 VIGS技术应用于植物功能基因组学中的研究进展
• 第二章 双生病毒致病机理研究进展
• 2.1 双生病毒的分类、寄主范围及介体传播
• 2.2 双生病毒的基因组结构
• 2.3 双生病毒的致病因子
• 2.4 双生病毒的侵染过程
• 第三章 植物铁营养的生理学和分子生物学研究进展
• 3.1 植物铁营养研究概况
• 3.2 植物在缺铁胁迫下利用铁的机理及相关基因的研究进展
• 3.3 三价铁还原酶基因家族的研究进展
• 3.4 铁转运蛋白基因家族的研究进展
• 第二篇 研究内容
• 第一章 番茄在缺铁胁迫下的生理生化反应研究
• 1.1 材料与方法
• 1.2 结果
• 1.3 讨论
• 1.4 小结
• 第二章 中国番茄黄化曲叶病毒卫星DNA诱导的番茄中FRO1基因沉默的研究
• 2.1 材料与方法
• 2.2 结果
• 2.3 讨论
• 2.4 小结
• 第三章 中国番茄黄化曲叶病毒卫星DNA诱导的在番茄中IRT基因沉默的研究
• 3.1 材料与方法
• 3.2 结果
• 3.3 讨论
• 3.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 中文摘要
• 英文摘要
• 致谢
• 导师简介
• 作者简介