烟草DREB类转录因子的克隆与功能分析及转基因烟草的抗逆性研究

论文摘要

干旱、低温和高盐是严重影响作物生长发育及产、质量的环境胁迫因子。许多研究表明DREB（dehydration responsive element——binding protein）转录因子在植物的抗旱、抗寒和抗盐胁迫过程中发挥着重要的作用。它不同于一般的单个功能基因在植物抗逆过程中的作用;单个功能基因产生的抗逆性一般是通过表达某种渗透调节物质合成酶、毒性降解酶或其它功能蛋白达到提高抗逆性目的,而DREB转录因子可以同时调控多个逆境诱导基因的表达。因此,增强一个转录因子的作用,就可通过它促使多个功能基因发挥作用,广泛的参与抗逆的生理生化过程,从而使植物抗逆性状获得综合改良。烟草是我国主要经济作物之一,种植面积和产量均居世界首位。烟草行业一直是我国第一税源,占全国税收的7%～10%。目前,影响优质烟生产的主要限制因素之一是烟草移栽后不能早生快发,其内在原因是移栽时期地温低,天气干旱,导致烟苗根系不能迅速吸收养分而早生快发。更为严重的是在我国南方烟区,由于移栽期早,前期的低温和干旱时间长所造成的早花,导致烟草质量下降,给烟农造成了巨大的损失。本研究从不同烟草品种中分离克隆DREB转录因子基因,并进行功能分析。同时将DREB转录因子基因转化不同烟草品种,并对转基因烟草的抗非生物逆境进行研究。主要研究内容概述如下:在NCBI网站BLAST得到5个烟草EST,据此设计引物,从烟草（Nicotiana）品种本塞母氏（Benthamiana）中分离出两条DREB-like转录因子基因,分别命名为NbDREB1和NbDREB2。序列分析发现这两个基因编码的蛋白质都具有典型的AP2/EREBP转录因子家族EREBP亚族A类特征。利用酵母单杂交技术对这两个基因进行功能分析。实验结果表明它们都不具有激活下游报告基因的功能。连接pGADT7反式激活载体形成融合基因表达结果显示,NbDREB1能与DRE顺式作用元件结合,激活下游报道基因转录,NbDREB2则不能。比较NbDREB1和NbDREB2的AP2区,发现两者的第2和49位氨基酸残基不同。将NbDREB2的第2位氨基酸残基N定点突变为Y,NbDREB2也显示出与DRE顺式元件结合,并激活下游报道基因转录的功能,表明烟草DREB转录因子的AP2区第2位氨基酸残基Y是识别及结合DRE顺式作用元件的关键氨基酸残基。根据AtDREB1A的AP2序列,在NCBI网站BLAST得到43个EST,通过序列比对分析,设计兼并引物,以烟草品种K326基因组DNA为模板PCR,扩增K326中DREB类基因的AP2区,根据

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 文献综述
• 1 植物转录因子的结构与功能
• 2 AP2/EREBP 转录因子
• 3 DRE 元件的确定
• 4 其它植物中 DREB 类转录因子的功能研究
• 5 DREB 在提高植物抗逆性中的作用
• 6 本研究的目的和意义
• 第二章 烟草品种本塞姆氏中 DREB 类转录因子的克隆与功能分析
• 第一节 烟草品种本塞姆氏中DREB 类转录因子的克隆
• 1 实验材料与方法
• 2 结果与分析
• 3 讨论
• 第二节 NbDREB1和 NbDREB2的功能分析
• 1 实验材料与方法
• 2 结果与分析
• 3 讨论
• 第三章 烟草品种 K326 中DREB 类转录因子的克隆与功能分析
• 第一节 烟草品种 K326 中DREB 类转录因子的克隆
• 1 实验材料与方法
• 2 结果与分析
• 3 讨论
• 第二节 NtDREB1A 转录因子的功能分析
• 1 实验材料与方法
• 2 结果与分析
• 3 讨论
• 第四章 DREB 转化烟草及转基因烟草的抗逆生物学特性
• 第一节 农杆菌叶盘浸染法转化烟草
• 1 实验材料与方法
• 2 结果与分析
• 3 讨论
• 第二节 转基因烟草的鉴定
• 1 实验材料与方法
• 2 结果与分析
• 3 讨论
• 本研究的结论与创新点
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在读期间的研究成果及发表的论文