番茄Cd胁迫应答基因SlUPS的克隆及功能验证

来源 :哈尔滨师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:LFBLLFBL
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
土壤中重金属镉(Cd)超标早已成为世界性环境问题,其对植物生长存在非常严重的危害,并通过食物链的传递对人类及家畜的健康产生威胁。番茄(Lycopersicon esculentumMill.)属于茄科(Solanaceae)植物,属于世界性重要农作物之一。当番茄受Cd毒害后表现为叶片黄化卷曲、植株矮小、生长发育缓慢等问题。因此,研究番茄响应Cd胁迫的分子机制迫在眉睫,SlUPS是U-box型E3泛素连接酶,有国外学者研究该基因在水稻缺磷状态下的响应机制,但对其在植物耐受镉胁迫的响应却鲜有报道。本文以番茄为试验材料,克隆SlUPS基因,对酿酒酵母和拟南芥进行遗传转化,对该基因功能进行初步探讨,这对于研究E3泛素连接酶SlUPS在植物耐Cd方面的功能具有一定的意义,期望为进一步揭示E3泛素连接酶基因在植物非生物胁迫中的作用提供一定的理论依据。获得主要研究成果如下:(1)Sl UPS基因的克隆与序列分析通过克隆获得番茄SlUPS基因,对该基因序列分析结果显示,SlUPS基因全长873bp,利用生物信息学分析对SlUPS基因编码蛋白质的结构和功能进行预测分析,结果表明,该基因所翻译的蛋白质编码223个氨基酸,由α-螺旋、β-折叠、延伸链及无规则卷曲组成,存在信号肽和跨膜结构,具有丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸磷酸化位点。(2)重金属Cd胁迫下番茄SlUPS基因的表达模式分析运用qRT-PCR检测技术对SlUPS基因在番茄根、叶中的表达量进行分析,结果表明,SlUPS基因在根、叶中均有表达,其中叶中表达量略高于根中表达量。对幼苗进行不同浓度Cd(25、50、75、100μmol/L)处理后,按照同一时间(3d后)进行取材,表达模式结果表明,在叶片中SlUPS基因的表达量随浓度的升高呈先上升再下降趋势,当Cd浓度为25μmol/L时表达量为最大值,在根中的表达量随浓度的升高呈持续升高趋势,当Cd浓度为50μmol/L时表达量为最大值。对幼苗进行50μmol/LCd处理后,按照不同时间(0、3、6、9、12h)进行取材。表达模式结果表明,SlUPS基因的表达量呈现周期性变化,在叶片中3h时表达量达到最高值,而在根中则出现幅度性变化,9h时达到最高值,6h时为最低值。以上结果表明SlUPS基因在番茄根、叶中均有表达,且该基因可能参与番茄耐Cd的响应过程。(3)Sl UPS基因在酵母中的抗逆分析构建酵母表达载体pYES2-SlUPS并转化酵母INVSC1感受态细胞中,比较重组酵母与对照酵母在不同浓度CdCl2(15、20、25μmol/L)胁迫下的生存情况。结果表明重组酵母与对照酵母相比表现出一定的Cd胁迫耐受性,且存在浓度效应。(4)Sl UPS基因在拟南芥中的抗逆分析构建植物过表达载体pBI121-SlUPS,运用花序侵染法对哥伦比亚野生型拟南芥进行遗传转化,获得3株阳性植株并进行分子鉴定,结果表明3株阳性植株均已在转录水平表达。继续培养并收获T3代种子,在重金属Cd胁迫下比较WT植株与OE-SlUPS植株的生长情况,从而分析OE-SlUPS拟南芥的耐胁迫能力。结果表明,Cd胁迫下幼苗期和成苗期的OE株系生长情况均高于WT株系,说明SlUPS基因在两个时期均提高了拟南芥对Cd胁迫的耐受性。
其他文献
目的:归纳针刺治疗腰痛RCT中假针刺对照组的实验设计,并探讨其设计特点,为高质量的RCT假针刺设置提供合理参考意见。方法:文献检索采用数据库联合检索的方式,检索来源包括:中
随着中国经济发展进入新阶段,经济政策不确定性风险加剧。中国金融体系的发展还不成熟,金融市场创造资产的能力与发达经济体间存在差距,加之中国对国际收支资本账户管制严格,
进入21世纪以来,互联网渗透进了人们生活的方方面面,如信息获取、电子商务、交流互动、娱乐应用等等。互联网带宽的显著增长推动了全世界电信业的发展,因此,作为现代信息基础
经皮冠状动脉介入作为治疗动脉粥样硬化等心血管疾病最有效的方式,近年来在临床上得到广泛应用,但晚期支架内再狭窄问题并没有得到彻底解决。研究表明,支架植入后血管力学微
含氮杂环作为一类极其重要的结构普遍存在于各类重要的天然产物中,与此同时也广泛应用到药物化学以及生物化学中。因此,关于此结构的快速高效合成一直是有机化学家和药物化学
本文研究了quintessence影响下的RN(A)dS[Q-RN(A)dS]时空的视界及粒子的测地线、RN AdS黑洞的一阶相变和Grumiller时空中的黑洞热力学及相变。本文引进了一个研究时空分类的新方
随着我国城市化进程的加快,部分高烈度地区城市高层建筑建设量大增。对于部分抗震设防烈度达9度的地区,在高层建筑的结构设计中,传统钢筋混凝土剪力墙结构体系逐渐出现较难满
近年来,量子点作为一种新型的准零维半导体材料备受瞩目。由于量子点具有独特的物理特性和光学特性,其应用领域日趋广泛。硒化铅(PbSe)量子点的发光特性,非线性效应以及热光
设计有效的神经网络架构对于深度学习的性能是至关重要的。虽然目前自动设计深度神经网络结构的技术(例如基于强化学习的方法)显示出非常好的结果。然而,这些方法的计算量需
探索时空特征的最好方法是考虑在时空中加一个微扰场。微扰的关键是求解场的波动方程。1962年,Newman和Penrose在引力场中引入旋系数,这导致了对上百年历史的双变量偏微分方