拟南芥STAR2基因功能分析

论文摘要

盐胁迫和干旱胁迫是对植物生长和发育产生不利影响的非生物胁迫,植物可以通过激活ABA信号转导途径诱导一系列压力应答基因的表达来抵抗这些逆境。拟南芥基因STAR2受到ABA,干旱,盐诱导上调表达。并且可以编码泛素化过程中的具有RING FINGER结构域的E3连接酶。本研究以模式植物拟南芥为实验材料,通过根伸长抑制实验,气孔开度实验,失水实验等生理实验以及Real-time PCR技术分析了STAR2基因的功能。盐抑制拟南芥主根伸长,超表达STAR2的转基因拟南芥与野生型和突变体植株相比,超表达植株的主根伸长对盐不敏感。超表达STAR2的转基因拟南芥对干旱耐受,超表达STAR2的转基因拟南芥的失水与野生型和突变体植株相比最慢,气孔开度最小。在对ABA的响应方面,超表达STAR2的转基因植株对ABA超敏感。STAR2的同一个家族的基因STAR1和STAR3也表现出与STAR2相似的功能。超表达的STAR2可以通过激活胁迫应答基因的表达来克服不利环境,胁迫应答基因包括RD29A,RD29B,RD22,KIN1,KIN2在盐处理2h这个时间点的超表达植株中的转录水平有骤然上调。STAR2基因在植物对非生物胁迫的应答过程中发挥重要的作用。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 符号说明
• 第1章 前言
• 1.1 ABA 信号转导途径与非生物胁迫
• 1.1.1 ABA 通过调节气孔来适应非生物胁迫的机制
• 1.1.2 ABA 通过诱导胁迫应答基因的表达来适应非生物胁迫
• 1.2 E3 连接酶在植物发育中的功能研究进展
• 1.2.1 泛素及泛素化过程
• 1.2.2 编码 E3 泛素连接酶的蛋白家族
• 1.3 STAR2 的命名与来源
• 1.4 本研究的目的和意义
• 第2章 材料和方法
• 2.1 植物材料与培养
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 植物材料培养
• 2.1.3 ABA 或 NaCl 处理的植物材料
• 2.2 实验试剂与仪器设备
• 2.2.1 实验试剂
• 2.2.2 实验仪器设备
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 突变体鉴定
• 2.3.2 拟南芥总 RNA 提取
• 2.3.3 突变体鉴定
• 2.3.4 荧光定量 PCR
• 第3章 结果与分析
• 3.1 STAR2 与其同一个家族成员STAR1 和STAR3 突变体鉴定
• 3.2 STAR2 与其同一个家族成员 STAR1 和STAR3 的表达分析
• 3.3 STAR2，STAR1 和STAR3 的超表达株系以及突变体的对盐的响应
• 3.3.1 STAR2 对 NaCl 的响应
• 3.3.2 STAR1 对 NaCl 的响应
• 3.3.3 STAR3 对 NaCl 的响应
• 3.4 STAR2， STAR1 和STAR3 超表达株系以及突变体对干旱的响应
• 3.4.1 叶片失水实验
• 3.4.2 气孔开度实验
• 3.5 STAR2 超表达株系以及突变体对 ABA 的响应
• 3.6 胁迫响应基因的表达量变化
• 3.6.1 胁迫应答基因在 STAR2 超表达和突变体材料中表达量的变化
• 3.6.2 胁迫应答基因在胁迫应答基因在 T1，WT 和S1 中表达量的变化
• 3.6.3 胁迫应答基因在 OE-T3，WT 和S3 中表达量的变化
• 第4章 讨论
• 第5章 结论
• 参考文献
• 附录
• 附录 1 MS 培养基配方
• 附录 2 盐胁迫萌发率照片
• 附录 3 Edwards extraction buffer 配方
• 附录 4 不同的盐浓度处理 STAR2 超表达及突变体植株的表型
• 附录 5 干旱胁迫表型
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文