过表达蓖麻RcWRI1提高烟叶油脂积累

来源 :山西农业大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:guoln
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
植物转录因子WRINKLED1(WRI1)属于AP2/EREBP类转录因子成员,参与调控糖酵解及质体内脂肪酸从头合成相关基因的表达,是植物种子油脂合成积累的重要调节者。迄今,已从模式植物拟南芥、玉米、亚麻荠和油菜等普通油料作物发育种子克隆到编码转录因子WRI1的基因序列并做功能分析。蓖麻(RicinuscommunisL.)是重要工业油料作物,种子含油量高达60%,油脂主要积累在胚乳细胞,油脂中90%是功能独特的蓖麻酸。有关蓖麻转录因子WRI1种类、功能及调控活性的研究还未见报道。为解析蓖麻种子高水平合成积累油脂的机制,并鉴定获得具有高效调控活性的WRI1以用于在植物营养器官组装油脂富集代谢途径,本研究从蓖麻发育种子分离编码RcWRI1转录因子的cDNA克隆,分析RcWRI1基因结构及时空表达特性,构建RcWRI1超表达载体,对普通烟草进行遗传转化并鉴定转基因株系油脂组成等表型,系统分析RcWRI1的功能和应用于植物油脂代谢工程的价值。主要研究结果如下:1.以拟南芥编码AtWRI1的CDs序列为探针,对蓖麻基因组数据库进行BLAST分析显示,RcWRI1基因(LOC8283400)有两个选择性剪接转录本,命名为RcWRI1-A(1341 bp)和RcWRI1-B(1332bp)。应用高保真RT-PCR从蓖麻发育种子中成功克隆到这两个编码序列长度不同的RcWRI1剪接体。以拟南芥AtWRI1开放阅读框和蛋白质序列为对照,多序列比对分析显示,RcWR][1-B蛋白质序列(443AA)缺乏存在于RcWRI1-A(446AA)和AtWRI1中的三个氨基酸残基“VYL”。该“VYL”由RcWRI1基因第三个外显子(9bp)编码。2.设计特异性引物,应用荧光定量PCR(qRT-PCR),检测RcWRI1-A和RcWRI1-B在蓖麻不同组织器官的表达谱。结果显示,RcWRI1-A在蓖麻的花、叶、果皮和发育种子中均表达,但在各组织中的表达量差异显著。RcWRI1-B仅在发育种子中高量表达。3.构建种子特异性表达载体(pJC-Gly-DsRED-RcWRI1A/B),通过农杆菌花序浸染法将其转入拟南芥wri1-1功能缺失突变体中,获得纯合转基因株系。分析转基因种子表型,发现RcWRI1-A和RcWRI1-B都能使wril-1突变体的皱缩表型恢复至正常,并且使其含油量恢复至野生型水平。4.分别构建RcWRI1-A/B植物过表达载体(pCAMBIA1303-RcWRI1-A/B),通过农杆菌浸染法转化烟草获得转基因烟草株系,以野生型和转化空载体烟草植株为对照。TO代转基因烟草株系的DNA和mRNA分子鉴定显示,RcWRI1-A和RcWRI1-B已插入烟草基因组,并在叶片营养组织中高效表达。5.通过实时荧光定量PCR,检测转基因烟草中WRI1下游靶基因的表达量。与对照烟草植株相比,过表达RcWRI1-A和RcWRI1-B烟草植株WRI1下游相关靶基因的表达量增加了 2-3倍;在过表达RcWRI1-B的烟草中,这些靶基因的相对表达量更高。6.对转基因烟草株系叶片营养器官中油脂含量、淀粉含量和蛋白含量进行测定。与对照烟草植株相比,过表达RcWRI和RcWRI1-B烟草植株总油脂含量分别提高了 4.3-4.9倍,而且过表达RcWRI1-B的烟草比过表达RcWRI1-A含油量增加幅度更大。两类转基因烟草植株与对照相比,脂肪酸成分没有发生明显变化。超表达RcWRI1-A基因的烟草叶片组织中淀粉含量为21.6%。超表达RcWRI1-B基因的烟草叶片淀粉含量为21.3%,比对照烟叶淀粉含量降低2%左右。与对照相比,超表达RcWRI1-A或RcWRI1-B仅导致烟叶蛋白质含量轻微减少,分别为10.6%和10.3%,差异不显著。总之,RcWRI1基因两种剪接体RcWRI1-A和RcWRI1-B都具有转录调控活性,能显著促进营养组织富集油脂,且未产生明显的负效应。这两个RcWRI1剪接体可作为主效转录调节因子在茎叶营养器官组装富集油脂的代谢途径,以期用高生物量营养器官生产食用或工业用植物油。
其他文献
芦苇(Phragmites australis)具有"第二森林"的美誉,在维持湿地生态系统平衡和物种多样性方面起着重要作用.
车集煤矿2608工作面下巷煤流运输环节复杂,影响工作面出煤系统的运输效率及连续性,工作面综采设备安装后,下巷掘进期间的煤流运输系统已无法满足工作面的出煤需求,需优化巷道
近年来,发生在国内外的一系列注册会计师审计失败的案例引起了社会各界对审计质量的担忧。审计质量与企业财务造假、注册会计师的独立性息息相关。财务造假是影响社会经济健康发展的重要因素,也是资本市场面临的现实问题,始终都是各界关注的焦点。如何提高审计质量、减少财务舞弊事件一直是学术界和实践领域研究的热点话题。当前众多上市公司均发布更改拟聘请的会计师事务所公告,从公告中了解到更改事务所的目的是为了提高审计质
纤维素乙醇是当前燃料乙醇的主要发展方向。纤维素是水稻秸秆的主要成分,我国水稻秸秆资源丰富,利用水稻秸秆生产燃料乙醇,对解决未来我国能源问题并实现节粮代粮具有广阔的
自21世纪以来,教育信息化的飞速发展使得我国教师培训工作取得了长足进步。“国培计划”、“教育技术能力培训”等教师培训项目不仅取得了良好的培训效果,而且培训工作还在进
近来科学家们在通信、交通、生物和其他领域发现了许多有趣的非线性网络。一个网络在不同的条件下或当面对突然的破坏时,它的功能将会如何发挥是一个在实践中十分重要且有意
“中小企业融资难”说了很多年,但中小企业融资依然很难。为什么?造成中小企业融资难的原因是多方面的,其中重要的一条是商业银行对中小企业贷款难。商业银行难以借助传统的
互联网技术的不断跟进,加强了新媒体环境中信息可视化进程,传统信息可视化在社会发展的约束下已然不能满足用户需求。本文分析了传统信息可视化的传播方式,总结了其规律;阐述
通过气路设计、PMC程序编制和加工程序修改,数控卧式车床具备了自动门机能,实现了尾座顶尖前进/后退与循环起动的机器人侧控制机能,进而使流水式半自动化的主动锥齿轮生产线成功
目的探讨院内真菌感染的临床特征、危险因素及影响抗真菌治疗效果的相关因素。方法 142例患者均进行真菌病原学检查及药物敏感试验,观察抗真菌治疗效果。采用病例对照研究的