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西伯利亚杏bHLH基因家族鉴定及psbhlh42功能初探

西伯利亚杏bHLH基因家族鉴定及PsbHLH42功能初探

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作者：温佳星沈阳农业大学

学位级别：硕士

西伯利亚杏(Prunus sibirica)为蔷薇科落叶植物,具有较高的生态、经济和观赏价值,但其花期早,晚霜冻害会造成花器官受冻,给生产带来巨大损失。bHLH家族是植物中最大的转录因子家族之一,在调节生长发育和非生物胁迫反应中发挥着重要作用... 详细信息

西伯利亚杏(Prunus sibirica)为蔷薇科落叶植物,具有较高的生态、经济和观赏价值,但其花期早,晚霜冻害会造成花器官受冻,给生产带来巨大损失。bHLH家族是植物中最大的转录因子家族之一,在调节生长发育和非生物胁迫反应中发挥着重要作用。本研究对西伯利亚杏bHLH基因家族进行了全基因组分析和psbhlhs的特异性表达分析,通过瞬时遗传转化初步验证了psbhlh42在低温胁迫中的调控功能。为今后利用基因工程技术改良西伯利亚杏种质提供基因资源。主要研究结果如下:(1)在西伯利亚杏全基因组中鉴定了104个bHLH基因,分为23个亚家族。不均匀地分布在8条染色体上。有19对片段复制基因,10对串联复制基因,所有重复bHLH基因对都进行了纯化选择,基因对的分化时间在12.22至78.54 Mya之间。共鉴定出20个基序,其中基序1和基序2在绝大多数的psbhlhs中高度保守。同一亚家族成员的结构组成相似。在psbhlhs启动子区中顺式调节元件最多的是ABRE(289个),最少的是CGTCA-motif(33个)。蛋白质互作分析表明,大部分psbhlhs之间都有相互作用,PYE(psbhlh63)与24个成员具有相互作用。(2)荧光定量实验(qRT-PCR)结果显示,低温诱导后,有9个psbhlhs呈下调趋势,11个psbhlhs呈上调趋势。20个psbhlhs在雌蕊、雄蕊、根、茎和叶片中分别有9、4、11、4、2个基因高度表达。(3)克隆得到低温胁迫响应候选基因psbhlh42,编码蛋白为亲水性非分泌蛋白,主要蛋白质结构元件为无规则卷曲。构建了p RI101-psbhlh42-GFP过表达载体,瞬时侵染大青杨,低温胁迫后发现转基因大青杨耐低温能力显著增强。

关键词：西伯利亚杏 bHLH基因家族低温胁迫 psbhlh42 功能验证

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