扁穗冰草抗逆相关基因的克隆和表达特性分析

论文摘要

扁穗冰草Agropyron cristatum （L.）Gaertn是主要分布于干旱、半干旱及高寒地区的多年生禾本科牧草。扁穗冰草是小麦的野生近缘种,具有较强的抗旱、抗寒性。该物种不但可以作为干旱地区水土保持和绿化植物,而且由于其拥有的较多优良基因而对小麦的遗传改良具有重要的利用价值。本研究旨在寻找冰草体内表达抗性,尤其是抗旱和抗寒蛋白的基因,为小麦转基因工作提供理论基础。通过同源克隆,半定量RT-PCR, Western blot,本研究完成了以下工作。1.采用同源克隆技术,在扁穗冰草中克隆8个基因,其中包含4个LEA基因（Aclea3,Acwcor410,Acwzy2,Acwcs120）,3个转录因子基因（Accbf,Acdreb,Acmyb）,及一个看家基因β-actin（Acβ-actin）。2.采用半定量RT-PCR研究扁穗冰草干旱及冷胁迫下LEA基因及转录因子基因的表达趋势。结果表明:Aclea3、Acwcor410基因对冷胁迫敏感,对干旱胁迫不敏感。Acwzy2,Acmyb基因对干旱胁迫敏感,对冷胁迫不敏感;Acwcs120和Acdreb对干旱及冷胁迫都具有敏感响应;Accbf对冷胁迫较为敏感,对干旱也有一定程度的响应,但相对不明显。3.采用Western blot研究扁穗冰草脱水素在冷胁迫和干旱胁迫下的表达情况,结果表明,扁穗冰草含有40KD脱水素。该蛋白的表达随冷胁迫和干旱胁迫程度变化而变化,对干旱胁迫的响应比冷胁迫更为明显,推测该脱水素属于干旱敏感型。4.使用DNAMAN对扁穗冰草看家基因Acβ-actin进行同源性比较及聚类分析,结果表明,该基因编码蛋白与小麦ACTIN具有较高的相似度,这也从分子水平支持了扁穗冰草是小麦的野生近缘种这一观点。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 综述
• 引言
• 1.1 LEA 蛋白研究进展
• 1.1.1 LEA 蛋白的结构和功能
• 1.1.2 LEA 蛋白的分布
• 1.1.3 LEA 蛋白表达的调控
• 1.1.4 LEA 蛋白表达与逆境胁迫的关系
• 1.2 植物抗逆相关转录因子研究进展
• 1.2.1 转录因子的结构
• 1.2.2 与抗逆相关的转录因子
• 1.2.3 转录因子作用形式的复杂性
• 1.3 本研究的目的和意义
• 第二章 扁穗冰草LEA 基因的克隆及表达特性分析
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 供试材料
• 2.1.2 试剂
• 2.1.3 RT-PCR 克隆目的基因及半定量RT-PCR
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 扁穗冰草脱水素基因cDNA 的克隆与测序
• 2.2.2 ACβ-actin 基因的同源性比较及聚类分析
• 2.2.3 不同冷胁迫程度下扁穗冰草LEA 基因表达的半定量RT-PCR 分析
• 2.2.4 不同干旱胁迫程度下扁穗冰草LEA 基因表达的半定量RT-PCR 分析
• 2.3 本章结论
• 第三章 冷胁迫及干旱胁迫下扁穗冰草脱水素Western blot 分析
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 供试材料
• 3.1.2 试剂
• 3.1.3 冷胁迫及干旱胁迫下扁穗冰草总蛋白提取
• 3.1.4 总蛋白质SDS-PAGE 分析
• 3.1.5 Western blot 分析
• 3.2 结果与分析
• 3.3 本章结论
• 第四章 扁穗冰草转录因子基因的克隆和表达特性分析
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 供试材料
• 4.1.2 试剂
• 4.1.3 RT-PCR 克隆目的基因及半定量RT-PCR
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 扁穗冰草转录因子cDNA 的克隆与测序
• 4.2.2 不同冷胁迫程度下扁穗冰草转录因子表达的半定量RT-PCR 分析
• 4.2.3 不同干旱胁迫程度下扁穗冰草转录因子表达的半定量RT-PCR 分析
• 4.3 本章结论
• 第五章 讨论与结论
• 5.1 讨论
• 5.2 结论
• 参考文献
• 附录1
• 附录2
• 附录3
• 附录4
• 缩略词
• 致谢
• 作者简介