甜橙CsTALE家族基因鉴定与表达分析

作     者：杨洋 

作者单位：湖南农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王冰

授予年度：2022年

学科分类：09[农学] 0902[农学-园艺学] 090201[农学-果树学] 

主      题：TALE 转录因子 柑橘 表达分析 转录激活 

摘      要：Three-amino-acid-loop-extension(TALE)家族是植物中最重要的转录因子家族之一,主要在调控植物生长发育、参与植物应激反应等方面发挥着重要的作用。尽管甜橙(Citrus sinensis)是世界上最具商业价值的水果作物之一,但对该物种的TALE基因的功能研究相对较少。在本研究中,对甜橙CsTALE家族基因18个成员进行鉴定与表达分析。本研究可以为阐明甜橙中TALE家族基因的生物学功能奠定基础。主要结果如下:1.从甜橙基因组中鉴定到18个CsTALE基因,通过与拟南芥、杨树与水稻中的TALE基因构建系统发育树,发现18个CsTALE基因主要分为两个亚家族,即KNOX和BEL。2.根据在染色体上的位置分析发现,除了9号染色体之外,18个CsTALE基因在所有染色体上均有分布。并且在3号染色体上,CsTALE4和CsTALE5发生了串联重复事件。进一步利用共线性和重复对分析发现,10个CsTALE基因具有节段性重复。除了4号和10号染色体之外,其他染色体都发生了节段性重复,CsTALE3、CsTALE9、CsTALE11这三个基因分别发生了三个重复事件。与模式植物拟南芥之间共鉴定出15个共线基因对。***两个亚家族都含有Homeobox＿KN结构域。而POX结构域只出现BEL亚家族中,KNOX1和KNOX2结构域出现在KNOX亚家族。除此之外,还分析了基因结构以及保守基序。基因启动子区域的顺式元件分析显示了CsTALE基因在甜橙发育、生物或非生物胁迫中具有潜在功能。4.为分析CsTALE的组织特异性,对甜橙茎、叶、花和果实进行q RT-PCR检测,发现除CsTALE12/14在所有组织中均表达量较低外,其他的CsTALE基因都在不同的组织中有不同程度的表达。这也表明CsTALE基因家族在调控甜橙的生长发育过程中功能具有多样性。***在不同的生物和非生物胁迫下具有不同的表达模式。CsTALE基因在非生物胁迫中(盐、高温、低温和创伤),8个CsTALE对盐胁迫有反应,10个CsTALE响应高温胁迫,4个CsTALE参与低温胁迫,4个CsTALE对创伤有反应。在生物胁迫下,柑橘分别接种柑橘砂皮病菌(Diaporthe citri)和柑橘黄龙病菌(Candidatus Liberibacter asiaticus)后,8个CsTALE基因在***接种后显著上调,5个CsTALE基因被明显抑制;大多数CsTALE基因在接种Clas后上调,而CsTALE15/17的表达被强烈抑制。6.对CsTALE家族蛋白CsTALE3/10进行了亚细胞定位分析,结果显示CsTALE3/10均定位在细胞核内。7.通过酵母自激活验证CsTALE蛋白的转录活性,发现只有CsTALE14具有转录活性,进一步进行酵母双杂交验证了CsTALE3/CsTALE8、CsTALE3/CsTALE11、CsTALE10/CsTALE12、CsTALE14/CsTALE8、CsTALE14/CsTALE11的相互作用关系。