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柑橘NAC转录因子的克隆与表达分析

作　者: 曹银川
导　师: 邓秀新
学　校: 华中农业大学
专　业: 果树学
关键词: 柑橘 NAC转录因子 基因克隆 表达模式 暗柳橙
分类号: S666
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


NAC是一类植物特有的转录因子,参与植物生长发育过程中的多种生物学过程,包括生殖器官和营养器官的发育、侧根形成、激素传导、组织衰老、以及生物和非生物胁迫应答等。本研究以‘暗柳’甜橙(Citrus sinensis [L.] Osbeck)的红肉突变体‘红暗柳’为研究材料,以野生型为对照,克隆NAC转录因子家族的几个成员,分析NAC基因在这两份材料中的序列特征以及表达图谱差异,从而探究NAC转录因子与‘红暗柳’芽变性状形成之间的关系,以及NAC基因在柑橘果实发育成熟过程中可能发挥的作用。获得的主要结果如下：1、利用同源克隆法从‘暗柳’和‘红暗柳’中克隆到citNACl.序列分析显示citNACl包含一个750bp的开放阅读框,编码249个氨基酸,属于NAC转录因子家族的SENU5亚类；citNACl在‘暗柳’和‘红暗柳’中没有碱基序列差异。2、利用同源克隆法从‘红暗柳’中克隆到citNAC2。序列分析显示citNAC2包含一个918bp的开放阅读框,编码305个氨基酸。序列比对发现它与奉节脐橙果皮褐变相关基因CsNAC高度同源,可能是其等位基因,同属于NAC转录因子家族的ATAF亚类。3、利用在奉节脐橙中已获得的的citNAC序列(EF185419)设计引物,在‘暗柳’和‘红暗柳’中克隆到citNAC的部分序列,长度为842bp,citNAC属于NAC转录因子家族中的NAP亚类。同奉节脐橙相比,‘暗柳’与‘红暗柳’的citNACl基因在靠近3’端插入一个碱基G造成移码突变,从而导致多编码了22个氨基酸。4、citNAC和citNACl都是衰老上调基因,citNAC可能调控果实成熟和组织衰老进程。这两个基因都在柑橘果皮中大量表达,并且随着果实的成熟表达量提升,但是在‘红暗柳’中的表达比‘暗柳’先到达高峰。这预示‘红暗柳’比‘暗柳’提前进入成熟过程,从而影响类胡萝卜素的积累。5、citNAC2与CsNAC高度同源,通过生物信息学分析认为citNAC2是一个抗病相关基因,它的表达能够阻止发病相关基因的表达。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-8
缩略词表  8-9
1 前言  9-18
  1.1 课题的提出  9
  1.2 转录因子研究  9-11
  1.3 NAC转录因子的研究概况  11-17
    1.3.1 NAC转录因子的结构特点及其分类  11-13
    1.3.2 NAC转录因子的生物功能  13-15
      1.3.2.1 营养器官和生殖器官的发育  13
      1.3.2.2 侧根形成和激素传导  13-14
      1.3.2.3 植物细胞次生壁的合成  14
      1.3.2.4 调控植物组织衰老  14
      1.3.2.5 防御和非生物胁迫  14-15
    1.3.3 NAC表达水平和活性的调控  15-16
      1.3.3.1 NAC基因的转录调控  15
      1.3.3.2 转录后调控  15-16
      1.3.3.3 翻译后调控  16
    1.3.4 未来研究前景  16-17
  1.4 NAC转录因子在果树中的研究  17
  1.5 本研究的目的及内容  17-18
2. 材料与方法  18-25
  2.1 实验材料  18
  2.2 实验方法  18-25
    2.2.1 NAC基因全长的克隆  18-22
      2.2.1.1 RNA提取  18-20
      2.2.1.2 单链cDNA合成  20
      2.2.1.3 同源克隆法设计PCR引物  20-21
      2.2.1.4 PCR反应  21-22
      2.2.1.5 产物回收,连接  22
      2.2.1.6 转化,测序  22
      2.2.1.7 序列拼接  22
    2.2.2 基因表达检测  22-24
      2.2.2.1 实时荧光定量PCR引物的获得  22-23
      2.2.2.2 实时荧光定量PCR引物检测  23
      2.2.2.3 cDNA模板的制备  23
      2.2.2.4 实时荧光定量PCR检测基因表达  23-24
    2.2.3 NAC序列的生物信息学分析  24-25
      2.2.3.1 序列的基本特征分析  24
      2.2.3.2 同源性分析和功能预测  24-25
3. 结果与分析  25-36
  3.1 citNACl的基因克隆和表达检测  25-28
    3.1.1 citNAC1的基因克隆  25
    3.1.2 citNAC1的序列分析  25-26
    3.1.3 citNAC1在不同组织中的表达模式  26-28
  3.2 citNAC2的基因克隆和序列分析  28-29
    3.2.1 citNAC2的基因克隆  28
    3.2.2 citNAC2的序列分析  28-29
  3.3 citNAC基因的克隆和序列分析  29-33
    3.3.1 citNAC基因在‘暗柳’和‘红暗柳’中的克隆  29-30
    3.3.2 citNAC基因在不同品种间的差异  30
    3.3.3 citNAC在‘暗柳’和‘红暗柳’不同组织中的表达模式  30-33
  3.4 柑橘中NAC基因的生物信息学分析  33-36
    3.4.1 对柑橘NAC基因保守结构域的分析  33-35
    3.4.2 对柑橘NAC基因的聚类分析  35-36
4. 讨论  36-39
  4.1 citNAC基因可能在柑橘组织器官衰老过程中发挥作用  36-37
  4.2 citNAC1基因在柑橘生长发育中的作用  37
  4.3 citNAC2可能是一个抗病相关基因  37-38
  4.4 未来研究设想  38-39
参考文献  39-45
附录 在柑橘中克隆到的NAC基因序列  45-48
致谢  48

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中图分类: > 农业科学 > 园艺 > 果树园艺 > 柑桔类
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