水曲柳SPL家族基因克隆及FmSPL2功能分析

作     者：马铭浩 

作者单位：东北林业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：曾凡锁

授予年度：2020年

学科分类：0907[农学-林学] 08[工学] 0829[工学-林业工程] 09[农学] 

主      题：水曲柳(Fraxinus mandshurica) SPL转录因子 花发育 基因表达 遗传转化 

摘      要：水曲柳(Fraxinus mandshurica)是我国东北林区珍贵阔叶树种之一,已列为渐危种。本研究以水曲柳为材料,基于本地转录组数据库选出28条水曲柳FmSPL家族基因,命名依次为FmSPL 1-FmSPL28,并对FmSPL家族基因进行系统进化分析。对比分析5PL家族基因在拟南芥、杨树和水曲柳中的表达模式,进一步揭示了 FmSPL家族基因对激素及胁迫处理的响应模式;构建了植物表达载体,叶盘法转化烟草,对获得的FmSPL2转基因烟草植株进行研究,解析FmSPL2基因的功能。主要研究结果如下:1、FmSPL家族基因克隆及生信分析氨基酸理化性质分析结果表明,28个FmSPLs基因编码133～1085个氨基酸,蛋白等电点(pI)在5.44～9.77之间,分子量(Mw)在11.05～113.6 kDa之间,筛选出的FmSPLs均为不稳定蛋白,且均为疏水性蛋白。对拟南芥、杨树和水曲柳SPL基因系统进化分析结果显示,这些SPL共分为7组,在水曲柳中存在10对旁系同源蛋白,与拟南芥相比,同一分组中水曲柳与同为木本植物的杨树进化关系更近。2、SPL家族基因表达模式分析将水曲柳FmSPLs基因在不同组织中的表达模式,与从公共数据库获得的拟南芥、杨树组织特异性表达模式进行比较分析发现,SPL家族基因表达具有组织部位特异性,多数结构类似的SPLs基因表达模式差异较大。分析FmSPLs基因在不同月份的表达模式发现,FmSPL2在5月表达量最高,是8月的3.74倍;FmSPL9表达量在6月份表达量最高,是5月份的3.43倍;FmSPL7、FmSPL10表达模式相似,都是在7月表达量最低,8月表达量最高,分别是7月表达量的91倍、125倍。FmSPL14在5月表达量最高,是八月的2.25倍;FnSPL16在六月表达量最高,是七月的19倍。不同处理对上述基因表达影响分析表明,FmSPLs基因均对胁迫以及激素信号有不同程度的响应。3、FnSPL2基因的功能分析以FmSPL2转基因烟草为材料,明确了FmSPL2定位在细胞核内。继代培养28天后,FmSPL2转基因烟草组培苗的株高为10.33±0.33cm,野生型烟草株高为8.33±0.53cm,差异不显著。FmSPL2转基因株系根长为1.80±0.41cm,野生型根长为3.26±0.19cm(0.01