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土地盐碱化严重影响农作物的生长,了解植物抗逆机理并筛选抗逆相关基因对抗逆植物分子育种具有重要的意义。本实验室前期研究发现,胀果甘草(Glycyrrhiza inflata)根诱导产生的愈伤组织具有一定的耐盐性。对盐处理之后的愈伤组织进行转录组测序,获得了胀果甘草转录组数据。本研究基于胀果甘草转录组数据,对注释为胚胎发育晚期丰富蛋白(late embryogenesis abundant protein,LEA)、NAC转录因子(NAC transcription factor,NAC)和富集脯氨酸蛋白(proline-rich proteins,PRPs)基因进行生物信息学分析,对筛选得到的差异表达基因进行基因表达模式分析,对GiLEA3-1、GiNAC06、GiPRP3进行基因功能分析。主要研究结果如下:(1)胀果甘草LEA、NAC、PRPs基因生物信息学分析从盐胁迫胀果甘草转录组中鉴定出20个LEA家族基因以及1个上调的LEA差异表达基因、86个胀果甘草NAC转录因子基因和14个NAC差异表达基因、5个PRPs家族基因以及3个PRPs差异表达基因。序列比对分析结果表明多数胀果甘草LEA、NAC、PRPs基因与其他物种的胁迫相关基因聚集较紧密。多数胀果甘草LEA家族基因编码蛋白质在细胞质中的碱性环境下发挥功能;胀果甘草NAC差异表达基因编码蛋白质大多在细胞核中的酸性环境下发挥作用;胀果甘草PRPs家族基因编码蛋白质在碱性环境下通过跨膜运输在细胞的多个区域发挥其作用。(2)转录组数据验证选定16个差异表达基因进行荧光定量PCR检测,结果显示有11个基因表达情况与转录组结果相同,验证基因的表达情况与转录组所给数据一致率达到68.75%,表明转录组测序数据可信性较强,对于后续筛选胁迫相关基因具有指导意义。(3)不同非生物胁迫下LEA、NAC、PRPs差异表达基因的表达模式分析对胀果甘草愈伤组织分别进行0.8%NaCl、15%PEG和100 μmol/L ABA胁迫处理,测定各个基因在不同时间点的相对表达量,结果表明GiLEA3-1、GiPRP1可能在干旱、盐胁迫下诱导表达;GiNAC03,GiNAC08可能受干旱、ABA胁迫诱导表达;GiNAC06可能响应盐、干旱、ABA胁迫诱导表达;GiPRP3可能在干旱胁迫下诱导表达。(4)分别包含GiLEA3-1、GiNAC06、GiPRP3的转基因烟草株系的获得以pEASY为克隆载体骨架分别构建了含GiLEA3-1、GiNAC06、GiPRP3的重组克隆载体。以pBI121为植物表达载体,利用XbaI、SmaI为酶切位点分别构建含GiLEA3-1、GiNAC06、GiPRP3基因的植物表达载体。通过根癌农杆菌介导的遗传转化法,将目的基因分别导入野生型烟草,对经过抗生素抗性筛选得到的抗性烟草株系分别进行目的基因的DNA水平及RNA水平检测,获得分别包含GiLEA3-1、GiNAC06、GiPRP3的转基因烟草阳性株系。本研究验证了盐胁迫条件下的胀果甘草转录组测序数据的可靠性强,对目的基因筛选与基因功能研究具有指导作用。通过生物信息学分析及基因表达模式分析发现GiLEA3-1、GiNAC06、GiPRP3均为非生物胁迫诱导基因,获得了分别包含这三个基因的转基因烟草株系,为后期研究转基因植株抵抗非生物胁迫能力及响应非生物胁迫调控机理奠定基础,为胀果甘草及其他作物的分子育种提供新的耐受非生物胁迫候选基因。