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毛竹转录因子基因Phewrky11-2和Phewrky50-1的功能研究

毛竹转录因子基因PheWRKY11-2和PheWRKY50-1的功能研究

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作者：黄容中国林业科学研究院

学位级别：硕士

wrky转录因子是植物特有的转录因子,通过调节激素、靶基因的活性等多种途径,参与植物的衰老、逆境胁迫响应等生理生化过程。本研究以毛竹(Phyllostachys edulis)为实验材料,运用定量PCR、酵母单杂交和转基因等方法,对4个wrky基因进行相... 详细信息

wrky转录因子是植物特有的转录因子,通过调节激素、靶基因的活性等多种途径,参与植物的衰老、逆境胁迫响应等生理生化过程。本研究以毛竹(Phyllostachys edulis)为实验材料,运用定量PCR、酵母单杂交和转基因等方法,对4个wrky基因进行相关的研究,初步探索wrky基因在衰老、逆境胁迫和激素信号调控通路中发挥的作用。主要研究结果如下:1.基因克隆及序列分析从毛竹中克隆出4个wrky基因,分别命名为Phewrky1-1、Phewrky11-2、Phewrky50-1和Phewrky76,c DNA序列长度分别为1686 bp、1023 bp、1023 bp和909bp。4个wrky蛋白不含有信号肽、跨膜结构域,属于疏水性蛋白,均存在互作的蛋白;上游启动子区域含有与逆境胁迫和激素响应相关的作用元件;系统进化树分析和序列比对结果显示,这4个wrky基因与单子叶物种进化关系更近,与双子叶物种进化关系较远。2.亚细胞定位表达载体,转化水稻原生质体,在激光共聚集显微镜下观察其表达位置,结果显示3个wrky基因均在细胞核中表达。3.转录活性分析将Phewrky1-1、Phewrky11-2和Phewrky50-1分别克隆到p GBKT7载体中,转化酵母,结果显示在酵母中Phewrky50-1具备转录自激活活性,而Phewrky1-1和Phewrky11-2没有转录自激活活性。4.基因表达分析通过实时定量PCR实验对Phewrky1-1、Phewrky11-2、Phewrky50-1和Phewrky76基因的表达模式进行分析,结果表明,在不同的组织器官中,各个基因的表达模式存在明显的差异,Phewrky1-1主要在根中表达,Phewrky50-1集中在叶片中表达;在同株毛竹的叶片中,4个wrky基因表达量在老叶中明显高于新叶,但随着整体植株的衰老基因表达量无明显变化趋势;在干旱胁迫下,Phewrky1-1、Phewrky11-2、Phewrky50-1和Phewrky76在茎中均呈现上调表达,同时Phewrky50-1和Phewrky76在叶片中有明显地上调表达,Phewrky1-1和Phewrky11-2在根部受到诱导表达量上调;在盐胁迫下,Phewrky1-1、Phewrky11-2、Phewrky50-1和Phewrky76基因表达量在根和茎中均呈现诱导上调;在不同激素(IAA、Me JA、ABA、SA)处理下,Phewrky1-1、Phewrky11-2和Phewrky50-1基因均受到不同程度上调或下调表达。5.转化拟南芥将Phewrky11-2和Phewrky50-1基因通过农杆菌介导转化拟南芥,对转基因植株进行不同程度的干旱和盐胁迫处理,观察转基因植株的表型。转基因株系在根长、须根数量和整体长势等方面都优于野生型,植株抗性增强。

关键词：毛竹 wrky 基因胁迫衰老激素

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