發(fā)布時間：2021-02-17 00:18

　　隨著溫室效應(yīng)的不斷加劇,高溫脅迫已成為影響小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的限制因素之一。因此挖掘耐熱相關(guān)基因并研究其作用機(jī)制具有重要的理論和實踐意義。本研究在實驗室前期工作的基礎(chǔ)上,從小麥（Triticum aestivum L.）熱脅迫差異表達(dá)譜數(shù)據(jù)中篩選到2個受熱脅迫誘導(dǎo)表達(dá)的bZIP家族轉(zhuǎn)錄因子TabZIP60和TabZIP28,進(jìn)行了克隆和功能鑒定,獲得的主要研究結(jié)果如下：1、小麥TabZIP60基因受熱脅迫和二硫蘇糖醇（DTT）處理誘導(dǎo)表達(dá)。TabZIP60蛋白保守結(jié)構(gòu)域含有定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的跨膜結(jié)構(gòu)域。通過序列比對,發(fā)現(xiàn)TabZIP60與擬南芥、水稻、大麥和短柄草中的bZIP60基因的序列同源性較高,并且其mRNA能夠形成相鄰的莖環(huán)結(jié)構(gòu)。預(yù)測小麥TabZIP60能被RNA結(jié)合蛋白IRE1剪切,并通過實驗驗證。2、為了研究TabZIP60的生物學(xué)功能,分別將其剪切前的形式（TabZIP60）和剪切后的形式（TabZIP60D）構(gòu)建超表達(dá)載體并轉(zhuǎn)化擬南芥,發(fā)現(xiàn)超表達(dá)剪切前形式的轉(zhuǎn)基因株系的耐熱性和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脅迫抗性與野生型相比沒有顯著差異,而超表達(dá)剪切后形式能夠顯著提高耐熱性和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脅迫抗性。通過... 

【文章來源】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 高溫脅迫對植物生理活動的影響
        1.1.1 高溫脅迫對植物細(xì)胞膜的傷害
        1.1.2 高溫脅迫對植物光合作用、呼吸作用和蒸騰作用的影響
    1.2 植物熱脅迫響應(yīng)途徑
        1.2.1 熱脅迫信號的感知
        1.2.2 熱激蛋白在熱脅迫響應(yīng)途徑中的功能
        1.2.3 轉(zhuǎn)錄因子在熱脅迫響應(yīng)途徑中的功能
        1.2.4 激素在熱脅迫響應(yīng)途徑中的功能
        1.2.5 活性氧類物質(zhì)在熱脅迫響應(yīng)途徑中的功能
    1.3 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脅迫與未折疊蛋白響應(yīng)（Unfolded Protein Response,UPR）
        1.3.1 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脅迫響應(yīng)的概念
        1.3.2 酵母中UPR途徑的研究
        1.3.3 動物中UPR途徑的研究
        1.3.4 擬南芥中UPR途徑的研究
        1.3.5 水稻中UPR途徑的研究
    1.4 立論依據(jù)和研究內(nèi)容
        1.4.1 立論依據(jù)
        1.4.2 研究內(nèi)容
第二章 小麥TabZIP60基因和TaIRE1基因的克隆及功能鑒定
    2.1 材料和方法
        2.1.1 供試材料
        2.1.2 菌株和載體
        2.1.3 小麥TabZIP60基因和TaIRE1基因的克隆
        2.1.4 TabZIP60基因被特異性剪切的證明
        2.1.5 TabZIP60基因和TaIRE1基因在脅迫下的表達(dá)模式分析
        2.1.6 超表達(dá)擬南芥載體的構(gòu)建及轉(zhuǎn)化
        2.1.7 超表達(dá)擬南芥轉(zhuǎn)基因株系的耐熱性鑒定
        2.1.8 超表達(dá)擬南芥轉(zhuǎn)基因株系的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脅迫抗性鑒定
        2.1.9 RNA-seq及數(shù)據(jù)分析
        2.1.10 染色質(zhì)免疫共沉淀（chromatin immunoprecipitation,ChIP）
        2.1.11 ChIP-PCR檢測及引物
        2.1.12 小麥RNAi載體的構(gòu)建及轉(zhuǎn)化
        2.1.13 轉(zhuǎn)基因小麥的分子檢測
        2.1.14 轉(zhuǎn)基因小麥耐熱性和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脅迫抗性的鑒定方法
    2.2 結(jié)果分析
        2.2.1 TabZIP60基因的克隆和序列分析
        2.2.2 TabZIP60基因在脅迫下的表達(dá)模式分析
        2.2.3 在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脅迫和熱脅迫下TabZIP60基因會產(chǎn)生特異的剪切形式
        2.2.4 剪切前的TabZIP60超表達(dá)轉(zhuǎn)化擬南芥不能顯著提高耐熱性和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脅迫抗性
        2.2.5 剪切后的TabZIP60（TabZIP60D）超表達(dá)轉(zhuǎn)化擬南芥提高了耐熱性和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脅迫抗性
        2.2.6 35S：：TabZIP60D-MYC擬南芥轉(zhuǎn)基因株系和野生型在熱脅迫前后的轉(zhuǎn)錄組差異分析
        2.2.7 染色質(zhì)免疫共沉淀（chromatin immunoprecipitation,ChIP）驗證TabZIP60D在熱脅迫下調(diào)控的靶基因
        2.2.8 TabZIP60的RNAi轉(zhuǎn)基因小麥與對照相比抗內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脅迫能力和耐熱性降低
        2.2.9 TabZIP60的上游調(diào)控基因TaIRE1的克隆及在脅迫條件下的表達(dá)模式分析
        2.2.10 TaIRE1的RNAi轉(zhuǎn)基因小麥的獲得及對熱脅迫和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脅迫的抗性分析
    2.3 討論
        2.3.1 超表達(dá)TabZIP60剪切前的形式不能提高擬南芥對熱脅迫、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脅迫的抗性的原因
        2.3.2 在正常條件下AtIRE1蛋白可以剪切TabZIP60
        2.3.3 在擬南芥中超表達(dá)TabZIP60D是如何提高其耐熱性的
        2.3.4 目前植物UPR途徑中尚未解決的問題
第三章 小麥TabZIP28的克隆和功能鑒定
    3.1 材料與方法
        3.1.1 實驗材料
        3.1.2 菌株和載體
        3.1.3 小麥材料的脅迫處理方法
        3.1.4 基因克隆與同源進(jìn)化分析
        3.1.5 TabZIP28脅迫處理后的表達(dá)模式分析
        3.1.6 TabZIP28啟動子順式作用元件分析
        3.1.7 擬南芥超表達(dá)載體構(gòu)建和轉(zhuǎn)化
        3.1.8 擬南芥超表達(dá)株系的耐熱性鑒定
    3.2 結(jié)果與分析
        3.2.1 TabZIP28基因的克隆
        3.2.2 TabZIP28基因在逆境脅迫下的表達(dá)模式分析
        3.2.3 TabZIP28基因的啟動子區(qū)域順式作用元件分析
        3.2.4 TabZIP28擬南芥超表達(dá)株系的表達(dá)量檢測
        3.2.5 TabZIP28擬南芥超表達(dá)株系的耐熱性鑒定
    3.3 討論
第四章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄
作者簡介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]小麥耐熱相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子基因TabZIP28的分離及功能分析[J]. 耿曉麗,臧新山,王飛,張麗媛,田雪軍,倪中福,姚穎垠,胡兆榮,辛明明,彭惠茹,孫其信.  農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報. 2016(02)
[2]高溫干旱共脅迫下外源甜菜堿和CaCl2對煙草生理響應(yīng)的影響[J]. 盧軍,邢小軍,朱利泉,王勇,殷紅,袁建君.  植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報. 2011(06)
[3]過量表達(dá)轉(zhuǎn)錄因子OsbZIP60對水稻抗熱和抗旱能力的研究[J]. 喻旭,牛向麗,楊盛慧,李欲翔,劉亮亮,唐維,劉永勝.  中國農(nóng)業(yè)科學(xué). 2011(20)
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[7]葡萄幼苗高溫鍛煉過程中與水楊酸相關(guān)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的初步研究[J]. 王利軍,戰(zhàn)吉成,黃衛(wèi)東.  植物學(xué)通報. 2002(06)
[8]高溫脅迫對14C-水楊酸在葡萄苗中運轉(zhuǎn)分配的影響[J]. 王利軍,黃衛(wèi)東,于風(fēng)義.  植物生理學(xué)報. 2001(02)
[9]茉莉酸——天然生長抑制劑[J]. 潘瑞熾,李海航.  植物生理學(xué)通訊. 1989(02)



本文編號：3037140