转菊花DmDREB和DlNAC基因烟草的抗逆性研究

转菊花DmDREB和DlNAC基因烟草的抗逆性研究

论文摘要

各种环境胁迫,如干旱、高盐、高温、低温等非生物胁迫对植物的生长发育造成很大的影响。DREB和NAC转录因子是两类在植物抵抗非生物胁迫中起着重要作用的转录因子。DREB蛋白属于AP2/EREBP转录因子家族成员,能够特异结合DRE/CRT顺式作用元件,激活一系列与逆境相关靶基因的表达。NAC蛋白是一类植物特异的转录因子,它们参与包括植物生长发育、生物和非生物胁迫应答在内的多种植物生理生化过程。首先,将菊花DmDREBb基因与组成型启动子CaMV 35S融合,构建植物表达载体,通过农杆菌介导的叶盘转化法将DmDREBb基因导入烟草中,并对转35S:DmDREBa和35S:DmDREBb烟草T1代植株进行耐逆性分析。结果表明在低温处理后转35S:DmDREBa和35S:DmDREBb烟草的鲜重显著高于对照,植株存活率分别达到了53%和46%,显著高于对照(全部死亡),表明这两个基因均能提高转基因烟草的抗低温能力;干旱胁迫下,转35S:DmDREBa烟草存活率(60%)显著高于对照(13%),转35S:DmDREBa烟草的POD活性和脯氨酸含量也显著提高;而对转基因烟草进行高盐胁迫后,转35S:DmDREBb烟草植株鲜重显著高于对照,转35S:DmDREBb烟草植株存活率(53%)显著高于对照(20%),同时POD活性和脯氨酸含量也显著提高。研究表明,DmDREBa和DmDREBb均能提高转基因烟草的耐低温能力,DmDREBa更能积极响应转基因烟草的干旱胁迫,DmDREBb则与响应转基因烟草的高盐胁迫更相关。为了研究菊花DlNAC基因的功能,将构建的真核表达载体35S:DlNAC转化烟草。低温胁迫处理发现转基因植株存活率与野生型对照没有明显差异,表明菊花DlNAC基因可能不参与转基因烟草对低温胁迫的应答反应。转35S:DlNAC烟草提高了植株对干旱和高盐的耐逆能力。热胁迫处理后发现转基因T0代植株叶片相对含水量比对照降低得慢,保水能力强。对T1代转基因株系进行热胁迫处理发现转基因株系L-31、L-32和L-33的存活率分别为88.24%、72.88%和75.44%,而野生型对照全部死亡。表明转菊花DlNAC基因能够明显提高转基因烟草的耐热能力。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 缩略词表及其英汉对照
  • 第一章 参与植物非生物胁迫的转录因子
  • 1.1 转录因子的结构和特性
  • 1.2 参与非生物胁迫应答反应的转录因子
  • 第二章 AP2/EREBP转录因子
  • 2.1 AP2/EREBP转录因子的一般特征
  • 2.2 AP2/EREBP转录因子的分类
  • 2.3 DRE元件的确定
  • 2.4 DREB类转录因子的研究进展
  • 2.4.1 DREB转录因子的克隆
  • 2.4.2 DREB转录因子的激活、表达调控
  • 2.5 展望
  • 第三章 植物中的NAC转录因子
  • 3.1 NAC蛋白的结构
  • 3.1.1 结构域与分子功能
  • 3.1.2 晶体结构
  • 3.2 NAC基因的生物学功能
  • 3.2.1 参与胚、花和营养器官的生长发育
  • 3.2.2 侧根形成和生长素信号的应答
  • 3.2.3 参与生物和非生物胁迫应答
  • 3.2.4 NAC基因的其他功能
  • 3.3 展望
  • 本研究的目的和意义
  • 第四章 DmDREBa和DmDREBb基因转化烟草及功能分析
  • 4.1 材料与方法
  • 4.1.1 实验材料
  • 4.1.2 转化烟草
  • 0代转35S:DmDREBb阳性植株的鉴定'>4.1.3 T0代转35S:DmDREBb阳性植株的鉴定
  • 1代阳性植株筛选'>4.1.4 转DmDREBa和DmDREBb基因烟草T1代阳性植株筛选
  • 4.1.5 低温、高盐和干旱对植株鲜重的影响
  • 4.1.6 低温、高盐和干旱胁迫下转基因植株的存活率分析
  • 4.1.7 转基因植株MDA含量、POD活性和脯氨酸含量的测定
  • 4.1.8 数据统计分析
  • 4.2 结果与分析
  • 4.2.1 真核表达载体的构建
  • 4.2.2 转35S:DmDREBb烟草植株的获得
  • 4.2.3 转35S:DmDREBb烟草的阳性植株检测
  • 4.2.4 转DmDREBa和DmDREBb基因烟草低温、高盐和干旱胁迫下鲜重比较
  • 4.2.5 转DmDREBa和DmDREBb基因烟草低温、高盐及干旱胁迫下存活率分析
  • 4.2.6 转基因植株MDA含量、POD活性和脯氨酸含量的测定
  • 4.3 讨论
  • 第五章 DlNAC基因转化烟草及功能分析
  • 5.1 材料与方法
  • 5.1.1 实验材料
  • 5.1.2 转化烟草
  • 0代阳性植株的鉴定'>5.1.3 转35S:DlNAC烟草T0代阳性植株的鉴定
  • 5.1.4 热胁迫对转35S:DINAC烟草叶片相对含水量的影响
  • 1代阳性植株筛选及遗传分析'>5.1.5 转35S:DlNAC烟草T1代阳性植株筛选及遗传分析
  • 5.1.6 转35S:DlNAC烟草高温和低温胁迫下存活率分析
  • 5.1.7 转35S:DlNAC烟草耐旱性和耐盐性分析
  • 5.1.8 数据统计分析
  • 5.2 结果与分析
  • 5.2.1 真核表达载体的构建
  • 0代阳性植株检测'>5.2.2 转35S:DlNAC烟草T0代阳性植株检测
  • 5.2.3 转35S:DlNAC烟草耐热性分析
  • 1代阳性植株筛选及遗传分析'>5.2.4 转35S:DlNAC烟草T1代阳性植株筛选及遗传分析
  • 5.2.5 转35S:DlNAC烟草耐热性分析
  • 5.2.6 转35S:DlNAC烟草低温胁迫下存活率分析
  • 5.2.7 转35S:DlNAC烟草耐旱性和耐盐性分析
  • 5.3 讨论
  • 全文结论
  • 参考文献
  • 附录
  • 攻读硕士学位期间发表的论文
  • 致谢
  • 相关论文文献

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