大白菜CBF冷应答途径中基因的克隆及其表达分析

论文摘要

拟南芥CBF转录因子是冷应答途径的关键成员,它位于冷应答调控网络的节点上,一个CBF转录因子能激活下游众多与抗逆有关的功能基因的表达。虽然植物中存在多条冷应答途径,但目前对CBF途径的研究最为深入,功能最确切,所以其中的基因是植物抗寒分子育种的首选目标。本研究以大白菜为实验材料,通过同源克隆的方法,从冷处理的幼叶中分离到CBF冷诱导途径几个关键成员的基因:对它们进行了序列分析和功能预测,不同处理条件下的基因表达模式和转录调控关系的研究,内容概括如下: 1.用PCR方法从大白菜中分离出COR-like基因的编码区,命名为BcCOR。该基因编码129个氨基酸的小分子蛋白。亲水性预测表明该蛋白富含亲水氨基酸残基,是一种高度亲水的蛋白质,同时推测BcCORN端的1/3区域与叶绿体定位转运肽的序列极其相似。BcCOR蛋白二级结构主要以丰富的α-螺旋（72.87%）和无规卷曲（17.05%）两种形式出现。这些特点与拟南芥AtCOR15a蛋白的结构特征一致;BcCOR与拟南芥AtCOR15a的核苷酸相似性为80.2%,氨基酸上的同源性71.4%,说明通过兼并引物克隆得到的基因属于COR基因家族,推测BcCOR具有与AtCOR15a相似的抗寒功能。 2.RNA杂交实验显示,冷和脱水处理均能以相似的模式诱导BcCOR的表达,并且与已报道的拟南芥AtCOR基因转录谱基本一致,说明相同家族的基因具有表达和功能上的普遍性;但BcCOR基因的表达又具有自身的特殊性。一方面表现在BcCOR基因对脱水处理没有冷处理敏感,这可能与该基因上游调控序列中不同种顺式元件的多寡及活性有关。另一方面与拟南芥AtCOR不同的是,外源ABA不能诱导BcCOR的转录积累,这种同源基因表达模式的差别提示它们存在功能上的多样性。 3.用兼并引物从冷诱导的大白菜（Brassica pekinensis）中克隆出两个CBF/DREB1类基因,分别命名为BcCBF1、BcCBF2。序列分析显示,各编码蛋白含保守的AP2型DNA结合域,N末端核定位信号,C末端酸性激活区及CBF/DREB1蛋白特征序列,与拟南芥CBF/DREB1类转录因子有很高的同源性。 4.mRNA积累特性表明,BcCBF1、BcCBF2均能被低温在短时间内强烈诱导,

论文目录

• 缩略词
• 论文摘要（中文）
• 论文摘要（英文）
• 第一部分 绪论
• 一.植物冷相关基因及其调控途径的研究进展
• 1.引言
• 2.冷调控基因COR的研究
• 2.1 COR基因的克隆及CRT／DRE的发现
• 2.2 COR在植物抗冻中的作用
• 3.CBF／DREB转录因子的研究
• 3.1 拟南芥CBF／DREB转录因子家族的分离与鉴定
• 3.2 其它植物的CBF／DREB转录因子及其保守性
• 3.3 CBF／DREB转录因子的结构与特性
• 3.4 CBF／DREB转录因子的生理生化功能
• 3.5 CBF／DREB转录因子的抗逆功能
• 3.6 CBF／DREB转录因子的表达模式
• 3.7 CBF／DREB转录因子的调控：ICE1转录蛋白
• 4.其它冷相关基因及其调控途径
• 二.冷相关基因在抗寒育种中的应用前景
• 三.本研究目的与意义
• 第二部分 大白菜COR-like基因的克隆、序列分析与转录表达
• 1.材料与方法
• 1.1 大白菜COR-like基因的克隆
• 1.2 大白菜BcCOR基因序列分析及功能预测
• 1.3 不同处理条件下大白菜BcCOR基因表达模式分析
• 2.结果与讨沦
• 2.1 大白菜COR-like基因的克隆
• 2.2 大白菜BcCOR基因序列分析及功能预测
• 2.3 不同处理条件下大白菜BcCOR基因表达模式分析
• 3.小结
• 第三部分 大白菜CBF-like基因的克隆、序列分析与表达模式
• 1.材料与方法
• 1.1 大白菜CBF-like基因的克隆
• 1.2 大白菜BcCBF基因序列分析及功能预测
• 1.3 大白菜BcCBF基因表达模式分析
• 2.结果与讨论
• 2.1 大白菜CBF-like基因的克隆
• 2.2 大白菜BcCBF基因序列分析及功能预测
• 2.3 大白菜BcCBF基因表达模式分析
• 3.小结
• 第四部分 BcCBF1瞬时表达及与BcCOR调控关系的研究
• 1.材料与方法
• 2.结果与讨论
• 总结
• 参考文献
• 发表论文目录
• 致谢