【摘 要】
：
HD-Zip家族基因分为4个亚家族,每个亚家族基因功能存在差异性及基因多样性,尤其在植株生长和抗逆方面发挥重要作用。为缩短落叶松育种周期并尽快获得定向改良材料,开展生长以及抗逆相关基因的研究具有重要理论和研究价值。本研究结合实时荧光定量结果,选择表达量差异性明显的Lo HDZ2作为后续研究对象。首先克隆Lo HDZ2基因,并构建该基因表达载体,通过稳定转化落叶松胚性愈伤组织,建立体外再生体系获得长
【基金项目】
：
转基因落叶松新品种培育及产业化研究（2018ZX08020-003）重大课题； “863”计划项目（2013AA102704）；
论文部分内容阅读
HD-Zip家族基因分为4个亚家族,每个亚家族基因功能存在差异性及基因多样性,尤其在植株生长和抗逆方面发挥重要作用。为缩短落叶松育种周期并尽快获得定向改良材料,开展生长以及抗逆相关基因的研究具有重要理论和研究价值。本研究结合实时荧光定量结果,选择表达量差异性明显的Lo HDZ2作为后续研究对象。首先克隆Lo HDZ2基因,并构建该基因表达载体,通过稳定转化落叶松胚性愈伤组织,建立体外再生体系获得长白落叶松转基因植株,对其进行生长分析,并对转基因细胞系进行抗逆性分析。然后通过叶盘法获得转基因烟草植株进行抗逆性分析。最后通过酵母单双杂交技术及转录组测序技术,研究Lo HDZ2基因抗逆功能。该研究主要包括以下几方面内容:（1）HD-Zip家族基因表达分析。根据前期转录组测序结果,利用NCBI数据库筛选比对出13条有完整CDS区的HD-Zip家族基因,并根据每条基因的保守结构域特点将其分为4个亚家族。为了解其组织表达模式,利用实时荧光定量PCR分析,结果显示Lo HDZip I亚类家族基因响应多种处理且具有时空表达特异性,其中Lo HDZ2表现出明显的表达特异性。（2）Lo HDZ2基因及启动子分析。通过烟草注射瞬时转化,发现Lo HDZ2定位在细胞核中,属于转录因子。比对获得Lo HDZ2启动子序列后,对该基因启动子序列进行元件预测分析,发现启动子序列不仅有启动子基本转录元件如TATA-Box,还有ARR1AT、WRKY等与胁迫诱导相关的元件。落叶松瞬时遗传转化结果可知,Lo HDZ2比对基因组数据库中上游1575bp启动子序列具有启动活性,GUS染色显示茎段蓝色最深,叶片和根部有少许蓝色,说明该基因主要在茎部表达。（3）转Lo HDZ2基因落叶松的获得。通过农杆菌介导的稳定遗传转化落叶松胚性愈伤组织,成功获得Lo HDZ2过表达（Lo HDZ2-OE）和抑制表达（Lo HDZ2-RE）转基因细胞系及再生植株。干旱胁迫处理转基因落叶松细胞系,生理指标测定分析发现,该基因通过提高细胞内脯氨酸含量,清除活性氧的能力,增强细胞膜抗氧程度,从而提高落叶松抗旱能力;细胞系生长相关分析发现,转基因细胞系前期生长较快,但后期生长缓慢。（4）转Lo HDZ2基因落叶松细胞系非生物胁迫分析。转录组测序分析结果发现,Lo HDZ2过表达转基因细胞系中,大量与非生物胁迫密切相关的基因显著上调表达,推测该基因通过调控下游与抗逆相关基因来提高植株的抗旱能力。（5）烟草的稳定转化及非生物胁迫分析。通过叶盘法对烟草进行稳定遗传转化,成功获得Lo HDZ2过表达转基因株系Lo HDZ2-OE,对转基因烟草表型及干旱胁迫下生理指标测定分析,转基因烟草植株变矮,叶片变大,开花时间提前;抗旱性分析结果显示该基因在转基因烟草植株内也可通过提高细胞内脯氨酸含量,清除活性氧的能力来增强细胞膜抗氧化程度。NBT/DAB染色发现过表达转基因烟草染色程度低于野生型,进一步说明该基因具有提高烟草抗旱能力。（6）Lo HDZ2互作蛋白及顺式作用元件的研究。Lo HDZ2基因具有自激活活性,可与自身形成同源二聚体;并与同亚家族Lo HDZ3互作,二者形成异源二聚体。前期定量结果显示,Lo HDZ3亦响应干旱胁迫及ABA处理,进一步说明二者互作可能提高落叶松抗旱能力,推测落叶松HD-Zip I亚家族基因参与调控植株非生物胁迫。（7）通过TF-Centered YIH（以转录因子为中心的酵母单杂交技术）对Lo HDZ2转录因子可能结合的顺式作用元件进行筛选,获得与抗逆相关的3个已知功能元件,即ABRELATERD1、WRKY71OS、ABRE。将3个已知功能元件进行三次重复后构建到p HIS2载体上,与p GADT7-Rec2-Lo HDZ2共转化酵母后,能在缺陷型培养基上生长,推测Lo HDZ2转录因子可能与这3个元件结合调控下游基因的表达。综上所述:鉴定出13条长白落叶松HD-Zip家族基因,分为四个亚家族。其中Lo HDZip I亚家族Lo HDZ2基因参与调控植株抗逆相关基因的表达,并与同亚家族Lo HDZ3基因相互作用形成异源二聚体,增强长白落叶松抗逆性。本研究首次进行长白落叶松HDZip转录因子家族基因的鉴定及研究,为长白落叶松干旱胁迫机制的解析和遗传改良提供重要理论基础和基因资源。
其他文献
伴随着社会经济的快速发展,人们的物质生活水平快速提升,同时不健康的饮食和生活方式也愈发普遍,食品安全问题不容忽视。食物与癌症的发生存在密切联系,约30%以上的癌症与饮食因素相关。癌症是我国城市居民的主要死亡原因之一,严重威胁着我国居民的身体健康。因此,我们迫切需要先进的癌症治疗策略,为人民的健康生活提供保障。近年来,纳米生物医学领域发展迅速。抗肿瘤纳米药物具有溶解性好、血液循环时间长、生物利用度高
开花植物中普遍存在由异花授粉向自花授粉的进化过程。虽然异交有利于基因多样性和物种多样性的增加,但是这种生殖方式对种群规模和传粉途径有较高的要求。在自然选择压力的作用下,植物进化出自交的生殖方式,使其在缺乏外来花粉的情况下能够生存繁衍。而在植物驯化的过程中,育种家的选择作用使得自花授粉的频率逐渐增加,这一现象发生的原因一是由于自交有利于植物优良性状的固定;二是有利于产量的增加。在自花授粉的进化过程中
化学污染物广泛存在于自然环境中并影响着生命体正常功能,甚至能诱发肿瘤发生。识别与癌症发展有关的化学品是环境科学领域中重要的部分。传统的化学品促癌性评价方法主要是基于离体细胞或亚细胞测试以及啮齿类动物活体测试。其中细胞和亚细胞测试间接预测促癌风险的结果往往不够准确,啮齿动物活体测试由于操作难和花销大难以胜任大量化学品的测试工作。因此,当前急需建立能够实现促癌性化学品快速、高效的活体评价方法。斑马鱼作
鱼糜制品是以鱼肉为原料加工制成的凝胶类食品,因其高蛋白、低胆固醇、低脂肪、口感独特、食用方便等特点受到全球消费者的喜爱。在鱼糜制品生产中,鱼内源性转谷氨酰胺酶（Endogenous transglutarminase,ETGase）可促进赖氨酸和谷氨酸之间的共价交联,对凝胶结构的形成中起到重要作用。而在鱼糜制品工业生产中,常在鱼糜中添加微生物转谷氨酰胺酶（Microbial transglutar
光合作用是作物生物量和产量形成的基础,尤其在收获指数已经接近理论最大值的情况下,通过提高光合作用来提高作物生物量和产量已经成为科学家们的共识。然而,如何提高作物光合作用还有待进一步探究,尤其是什么样的叶片结构有助于作物光合作用的提升目前还不明确。增施氮肥能够提高作物光合作用从而提高作物生物量和产量,然而,过量的氮肥施用不仅会造成低的氮肥利用效率,还会导致一系列环境问题的发生。因此,在当前提倡减少氮
本论文以作曲家何训田的钢琴与管弦乐队作品《色之舞》（2009）和单簧管与管弦乐队作品《空之舞》（2011）作为研究对象。两部作品都呈现出“无中心无主次,互为中心互为主次”的多样形态和高维声场的结构流音乐特征。因此将以作曲家所创立的结构流作曲法的观念与理论作为分析依据,通过理论陈述和乐谱文本,在结构流视角下对两部结构流音乐作品的多维流动态和交互结构力进行从宏观到微观的探究和分析。结构流作曲法源于作曲
霉菌毒素是一类由真菌产生的有毒有害次级代谢产物。目前已鉴定的霉菌毒素有500多种,其中呕吐毒素（DON）、黄曲霉毒素B1（AFB1）和玉米赤霉烯酮（ZEN）是污染饲料的主要霉菌毒素。在当前全球变暖的趋势下,农作物被霉菌毒素污染的风险也在增加,严重危害畜禽健康。因此,监测饲料中常见霉菌毒素的发生情况,同时开展主要霉菌毒素致畜禽危害的新毒理机制的研究,对防控霉菌毒素对畜禽生产和人类食品安全的危害具有重
胡桃楸（Juglans mandshurica Maxim.）是重要的材用、药用和木本油料植物,具有重要的经济价值。本研究以胡桃楸为研究对象,利用三代测序技术对胡桃楸开展全基因组测序及组装,并对胡桃楸基因组特征、进化地位及历史进行系统的阐述。整合生长、生理及多组学技术,研究胡桃楸果实发育规律及代谢产物动态变化,分析胡桃醌和油脂合成、调控相关基因,初步构建了胡桃楸果实发育的网络模型,主要研究结果如下
食品级胶体颗粒稳定的Pickering乳液一直是食品领域研究的热点,对调控食品的感官品质、营养和稳定性等有着重要的影响。细菌纤维素纳米纤维作为一种绿色、可持续的胶体颗粒,能够不可逆吸附在油水界面稳定乳液,但是其较差的分散稳定性与两亲性,以及单一的基团结构等性质限制了其在Pickering乳液方面的应用。本文利用细菌纤维素纳米纤维（BCNFs）与大豆分离蛋白（SPI）复配协同稳定Pickering乳
暴马桑黄（Sanghuangporus baumii）是一种珍贵的药用真菌,具有抗炎,保肝护肝和抗肿瘤等多种功效,其中三萜类物质是暴马桑黄主要的药用成分之一,但暴马桑黄中三萜含量无法满足市场需求,影响了其在医疗保健中的应用,因此如何提高三萜含量则成为暴马桑黄研究的关键。水杨酸是一种次生代谢物诱导剂,本研究将水杨酸添加到暴马桑黄液体发酵培养体系中,以三萜含量为指标筛选出最适的水杨酸添加浓度和处理时间