四个植物WRKY转录调控因子功能初探

论文摘要

转录调控因子是一类通过调控下游靶基因的表达进而控制生物细胞学过程的蛋白质,在植物的生长发育和耐逆抗病过程中都发挥着极其重要的调控作用。其中WRKY转录调控因子家族是一个多成员的大家族,拟南芥（Arabidopsis thaliana. Subsp. Columbia）拥有72个成员,粳稻日本晴（Oryza sativa. Subsp. Japonica）拥有98个成员,中国籼稻93-11（Oryza sativa. Subsp. Indica）拥有102个成员。其中我们分别克隆了日本晴的OsWRKY08、OsWRKY72和拟南芥的AtWRKY45、AtWRKY75四个基因,并分别分析了它们在盐害和干旱等逆境中的诱导情况,通过高表达转基因拟南芥进一步分析了它们的功能。结果显示它们的表达受多种逆境的诱导,而且基因同源性越高,受诱导情况越相似,高表达植株同样也表现出了一些类似的形态表型和生理表型。经分析发现OsWRKY08的高表达改善了转基因拟南芥的耐旱性,OsWRKY72的高表达不单改变了转基因拟南芥的耐盐性和耐寒性而且影响了拟南芥生长素极性运输的信号转导,而这种影响在AtWRKY75和AtWRKY45的高表达转基因植株中都有不同程度的表现。由于WRKY转录调控因子通过影响生长素极性运输的信号转导进而改变拟南芥形态建成的报道未曾有过,但目前的一些证据已经暗示了WRKY转录调控因子在生长素极性运输的信号转导过程中是有作用的,这种作用可以与脱落酸信号转导过程相互交织进而影响植物的形态建成和耐逆程度,而我们的结果则是对这一发现的进一步证实,将为深入研究WRKY转录调控因子通过影响生长素信号转导途径和脱落酸信号转导途径进而参与拟南芥形态建成和耐逆性形成的分子机制问题打下基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1.植物抗性的产生及其分子基础
• 1.2.转录调控因子WRKY超家族成员的分子特征及其进化关系
• 1.3.植物转录调控因子WRKY超家族成员的生物学功能
• 1.3.1.W RKY家族成员对植物代谢途径（Metabolism Pathway）的调控
• 1.3.2.W RKY家族成员对植物形态建成（Plant Architecture）的调控
• 1.3.3.W RKY家族成员对植物种子萌发（Seed Germination）和发育的调控
• 1.3.4.W RKY家族成员参与植物衰老（Senescence）的信号途径
• 1.3.5.W RKY家族成员参与植物非生物逆境（Environmental Stress）的响应反应及其信号转导
• 1.3.6 WRKY家族成员参与植物生物逆境的响应反应及其信号转导
• 1.4.本文的实验依据
• 第二章 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 植物材料
• 2.1.2 菌株与质粒
• 2.2 所用试剂
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 质粒构建
• 2.3.2 玻璃珠法胶回收DNA
• 2.3.3 质粒DNA转化大肠杆菌
• 2.3.4 Mini质粒DNA提取
• 2.3.5 2×CTAB法提取总DNA
• 2.3.6 农杆菌感受态制备及转化
• 2.3.7 LiCl法大量提取RNA
• 2.3.8 Trizol 小量提取RNA
• 2.3.9 Northern杂交
• 第三章 实验结果
• 3.1.WRKY基因的生物信息学分析
• 3.2.水稻 WRKY 基因的组织定位和 OsWRKY72 的细胞定位
• 3.3.WRKY基因在非生物逆境的表达情况
• 3.4. 水稻 WRKY 基因在生物逆境的表达情况
• 3.5.WRKY基因高表达转基因拟南芥植株的筛选
• 3.6.WRKY基因高表达转基因拟南芥植株的花期分析
• 3.7.OsWRKY08 基因高表达转基因拟南芥植株的耐逆性分析
• 3.8.OsWRKY72 基因高表达转基因拟南芥植株的耐逆性分析
• 3.9.OsWRKY72 基因高表达的转基因拟南芥植株形态分析
• 3.10.OsWRKY72 基因高表达的转基因拟南芥的激素相关生理
• 3.11.水稻WRKY基因高表达转基因烟草植株的筛选
• 第四章 讨论
• 4.1 异源高表达OsWRKY08 基因的拟南芥耐旱性改善的分子机理
• 4.2 异源高表达OsWRKY72 基因的拟南芥耐逆性改善的分子机理
• 4.3 异源高表达 OsWRKY72 基因的转基因拟南芥生长素信号传导通路受干扰
• 4.4 内源高表达AtWRKY75 基因的拟南芥出现早花和外源高表达OsWRKY72 基因的拟南芥出现早花的分子机制
• 参考文献
• 论文目录
• 致谢