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广谱胁迫蛋白编码基因（SIUSP1）介导番茄抗旱性的研究

作　者: 罗其德（Rachid Loukehaich）
导　师: 叶志彪
学　校: 华中农业大学
专　业: 蔬菜学
关键词: 番茄耐旱干旱响应基因表达基因克隆
分类号: S641.2
类　型: 博士论文
年　份: 2011年
下　载: 34次
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内容摘要

干旱是影响植物生长发育的主要非生物胁迫因子,是制约农业发展的主要因素之一。据统计,干旱给农业生产造成的损失几乎是其它自然灾害所造成损失的总和。面对日益频繁的自然灾害,传统的育种方法在耐旱性改良方面进展缓慢,现代生物学与生物技术的发展对植物耐旱机理的解析,已从生理生化及分子等水平进行了大量研究,并取得重要进展。植物主要通过改变气孔开度、形成发达根系；渗透调节物的形成、保护酶活性的提高、内源激素的调节、次生代谢物的合成等生理生化代谢都参与植物对干旱的防御；对植物耐旱的分子机理研究,近年已克隆了一大批耐旱相关基因,在植物抵御干旱过程中起直接保护或调控作用。干旱等逆境下,植物体内受ABA调控与非依赖ABA调控基因之间互作,形成复杂网络,共同调节多条信号途径转导和转录因子活性,激发下游基因表达,对干旱做出响应。番茄(Solanum lycopersicum)为世界性重要蔬菜之一,同时也是生物学模式生物之一。在我们以前的研究中,两个抗早渗入野生番茄种含有染色体片段(南pennellii),并确定了干旱应答大集基因,包括一个基因编码的普遍应激蛋白(USP)。在这项研究中,上述基因,指定S1USP1,克隆和功能特点。主要结果如下：1. SlUSP1从番茄基因组中克隆和测序,编码134个氨基酸的新型的普遍应激蛋白。2.候选基因的表达模式。通过qRT-PCR法,分析候选基因在番茄不同组织器官,以及在不同外界因子作用下的表达模式。结果表明,候选基因表达具有组织特异性,在成熟叶和茎中表达量都较高,而在根中不表达.在盐、高低温,Eth,干旱及ABA候选基因被诱导.3.候选基因的转基因创建。构建候选基因超量表达载体,利用农杆菌介导的遗传转化方法,将候选基因转入番茄栽培种中蔬6号中。通过PCR法检测,获得超量表达阳性植株4.转基因植株苗期抗旱性检测试验表明,转基因番茄幼苗在三叶一心期对干旱的’耐受性明显高于对照。连续3次干旱胁迫处理后,转基因植株能继续长同时对照死了。5.利用酵母双杂交系统发现SlUSP1和不同干旱相关基因互作蛋白的初步研究.

全文目录

Abstract  6-7
摘要  7-9
1 INTRODUCTION  9-18
  1.1 DROUGHT STRESS  9
  1.2 WATER DEFICIENT AND PLANTS  9-10
  1.3 PLANT ADAPTIVE RESPONSE TO DROUGHT STRESS  10
  1.4 MOLECULAR MECHANISMS OF PLANT ADAPTATION TO DROUGHT  10-12
  1.5 GENE INDUCED UNDER DROUGHT STRESS  12-14
  1.6 MECHANISMS OF STOMATAL OPENING AND CLOSING  14
  1.7 ABA UNDER DROUGHT STRESS  14-15
  1.8 SECONDARY MESSENGERS  15-16
  1.9 UNIVERSAL-STRESS-PROTEIN ENCODING GENES  16-17
  1.10 OBJECTIVES  17-18
2 MATERIALS AND METHODS  18-24
  2.1 PLANT MATERIALS  18
  2.2 STRAINS,PLASMIDS,KIT AND REAGENTS  18
  2.3 MEDIA AND BUFFER USED IN THIS STUDY  18
  2.4 PRIMERS USED IN THIS STUDY  18-19
  2.5 FULL LENGTH CDNA/GDNA AMPLIFICATION  19-20
  2.6 PROMOTER ANALYSIS AND HISTOCHEMICAL GUS ASSAY  20
  2.7 SUBECELLULAR LOCALIZATION  20
  2.8 GENE EXPRESSION PATTERN  20
  2.9 PLANT TRANSFORMATION  20-21
  2.10 EXTRACTION OF PLANT TOTAL DNA  21
  2.11 EXTRACTION OF PLANT TOTAL RNA  21
  2.12 PCR ANALYSIS OF TRANSFORMANTS  21
  2.13 SEEDLINGS UNDER STRESS (NACL,MANNITOL AND ABA)  21
  2.14 ANALYSIS OF TRANSGENIC PLANTS UNDER WATER DEFICIT CONDITIONS  21
  2.15 DETERMINATION OF PROLINE,MDA,AND SOLUBLE SUGAR CONTENT IN LEAVES  21-22
  2.16 WATER LOSS RATE AND STOMATA ANALYSIS  22
  2.17 YEAST TWO HYBRIDIZATION  22
  2.18 PROKARYOTIC EXPRESSION OF PROTEINS  22-23
  2.19 HORMONE MEASUREMENT  23-24
3 RESULTS  24-41
  3.1 GENE ANALYSIS  24-27
  3.2 PROKARYOTIC EXPRESSION OF SLUSP1  27-29
  3.3 GENE EXPRESSION PROFILE ANALYSIS  29-32
    3.3.1 Tissue expression  29-30
    3.3.2 Expression pattern under different stress  30-31
    3.3.3 Circadian expression  31-32
  3.4 SUBCELLULAR LOCALIZATION  32
  3.5 SLUSP1-INTERACTING PROTEINS  32-33
  3.6 TRANSGENIC PLANTS ANALYSIS  33-34
  3.7 SEEDS GERMINATION TEST UNDER STRESS  34-35
  3.8 TOMATO PLANTS UNDER DROUGHT STRESS  35-37
  3.9 WATER TRANSPIRATION IN TRANSGENIC PLANTS  37-38
  3.10 PLANTS CHALLENGED WITH PATHOGEN STRESS  38-39
  3.11 PLANTS UNDER OXIDATIVE STRESS  39
  3.12 ABA CONTENT  39-41
4 DISCUSSION  41-45
  4.1 SLUSP1 AND DROUGHT-TOLERANCE QTL  42
  4.2 ABIOTIC-STRESS TOLERANCE OF THE SLUSP1-OVEREXPRESSING PLANTS  42-44
  4.3 ABALEVEL IN TRANSGENIC PLANTS  44-45
  4.4 PROPOSED PATHWAYS  45
Conclusion and Futur study  45-47
REFERENCES  47-54
ACKNOWLEDGEMENT  54-55
APPENDIX  55-62

广谱胁迫蛋白编码基因（SIUSP1）介导番茄抗旱性的研究

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