论文部分内容阅读
露地菊(Chrysanthemum×grandiflora)是我国东北部重要的秋季观赏花卉。它是在引种地被菊和北京小菊的基础上栽培的菊花新品种群,在东北地区可露地越冬,综合抗性较强。DREB转录因子即干旱应答元件结合蛋白质,是AP2/ERF转录因子家族的一个亚家族,拥有一个保守的AP2结构域,能够特异性地与DRE/CRT顺式作用元件相结合,在干旱、低温和高盐等条件下调节一系列下游逆境应答基因的表达,是植物逆境适应中的关键性调节因子。本研究通过结合RNA-Seq和RT-PCR技术从露地菊‘纽9717’中克隆得到CgDREB22基因,并对该基因及其蛋白进行生物信息学和表达模式分析。结果显示,CgDREB22基因ORF全长450bp,编码149个氨基酸,属于AP2/ERF转录因子家族DREB亚组A-5组。实时荧光定量分析表明,高盐、干旱、低温和ABA均能诱导CgDREB22基因的表达。通过根癌农杆菌介导转化烟草,得到转CgDREB22基因烟草株系。发现转基因株系对高盐和干旱的抗性低于野生型烟草。本文主要研究结果如下:1.通过对露地菊‘纽9717’盐胁迫转录组分析,共发现AP2/ERF家族转录因子25个,其中AP2亚族2个,ERF亚族16个,DREB亚族6个,RAV亚族1个。DREB亚家族6个基因中,有3个基因属于A-5组,2个基因属于A-1组,1个基因属于A-4组。综合A-5组3个基因长度、完整性及表达量,选择c47365.graph_c0作为目标基因,并将其命名为CgDREB22。2.采用荧光定量方法分析CgDREB22基因在不同非生物胁迫及外源ABA胁迫下的表达模式。结果表明,高盐、干旱、低温和ABA均能诱导CgDREB22基因的表达。但是CgDREB22基因在不同的非生物胁迫下的表达模式不同,并且CgDREB22基因在根组织和叶组织中的表达有一定差异。3.利用RT-PCR技术从露地菊‘纽9717’中克隆得到CgDREB22基因,并对该基因及其蛋白进行生物信息学和表达模式分析。结果显示,CgDREB22基因ORF全长450 bp,编码149个氨基酸,预测蛋白相对分子量16.742 kDa,理论等电点9.32,为亲水性蛋白,没有跨膜结构域,无信号肽。三级结构显示其以单体蛋白结构存在。4.构建pBI121-CgDREB22-GFP植物表达载体,利用根癌农杆菌介导叶盘转化法侵染烟草,获得T0代植株。将T1代种子放在筛选培养基中筛选,获得T1代植株。5.观察转CgDREB22基因烟草萌发5天的幼苗在干旱和高盐胁迫下的生长情况,测量转基因和野生型烟草幼苗的鲜重及根长。结果表明,与野生型相比,转基因烟草在非生物胁迫下,鲜重及根长受到抑制,说明CgDREB22基因提高了植株对干旱和高盐胁迫的敏感性。观察转CgDREB22基因烟草在干旱和高盐胁迫下的生长情况,测量转基因和野生型烟草脯氨酸及抗氧化物酶(SOD、POD、CAT)含量。结果表明,在高盐和干旱胁迫10天时,转基因烟草脯氨酸及抗氧化物酶(SOD、POD、CAT)含量极显著低于野生型(p<0.01),说明CgDREB22基因降低了植株对干旱和高盐的抗性。综上,露地菊CgDREB22基因对植株抵抗高盐和干旱等非生物胁迫起负向调节作用。