【摘 要】
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龙眼作为我国典型的亚热带常绿经济果树,对温度反应敏感,具有喜温忌冻,抗寒力较差的特点。低温是限制龙眼果树生长发育和开花结果的的重要因素。因此,研究龙眼面对低温胁迫时各生理指标变化规律,将有助于在现实生产中采取应对措施,减轻低温造成的伤害。SWEET蛋白是一种包含七个跨膜螺旋和两个MtN3保守结构域的糖转运蛋白,广泛存在于植物、动物和原核生物中。已有研究表明,SWEETs糖转运蛋白在植物的生长生殖发
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龙眼作为我国典型的亚热带常绿经济果树,对温度反应敏感,具有喜温忌冻,抗寒力较差的特点。低温是限制龙眼果树生长发育和开花结果的的重要因素。因此,研究龙眼面对低温胁迫时各生理指标变化规律,将有助于在现实生产中采取应对措施,减轻低温造成的伤害。SWEET蛋白是一种包含七个跨膜螺旋和两个MtN3保守结构域的糖转运蛋白,广泛存在于植物、动物和原核生物中。已有研究表明,SWEETs糖转运蛋白在植物的生长生殖发育、生物胁迫和非生物胁迫中发挥重要作用。本研究首先测定了低温胁迫下龙眼叶片生理指标的变化;进一步利用‘红核子’龙眼基因组数据对龙眼SWEET基因家族进行了全基因组鉴定和分析;对选定的7个龙眼DlSWEET基因通过荧光定量技术研究其对非生物胁迫（低温、高温、干旱和盐）的响应反应,筛选出DlSWEET1可能在龙眼抗寒中发挥重要功能;通过转化拟南芥并结合生理及分子生物学对DlSWEET1基因进行功能研究;利用基因枪法对龙眼胚性愈伤组织进行遗传转化,为进一步研究DlSWEET1基因的功能奠定基础。主要研究结果如下:1.龙眼叶片在低温下的生理变化:随着处理时间的延长,叶片的MDA含量先升后降再上升;POD活性也呈现先升后降再上升的趋势;SOD活性则下降后上升;总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b含量总体表现出先降后升的趋势;可溶性蛋白质和可溶性糖含量则表现出先增加后下降的趋势,表现出对低温环境的适应性。2.龙眼SWEET基因家族分析:根据已发表的龙眼基因组信息,以拟南芥SWEET蛋白的氨基酸序列为查询序列,鉴定出20个龙眼SWEET家族成员,并根据其与拟南芥SWEET基因的系统发育关系将其重命名为DlSWEET1-DlSWEET16b。组织特异性表达模式分析表明DlSWEET基因在龙眼组织发育过程中可能发挥多种作用。qRT-PCR分析表明6个DlSWEETs（DlSWEET1/2a/3a/10c/16a/16b）可能参与果实的非生物胁迫响应,其中在冷胁迫下只有DlSWEET1基因的表达上调,预测其可能在龙眼的抗冷反应中发挥重要作用。3.DlSWEET1基因功能研究:构建DlSWEET1基因的过表达载体,以野生型拟南芥为材料采用花序侵染法获得转基因拟南芥株系,进行表型观察和非生物胁迫实验。结果显示,DlSWEET1基因过表达并未显著影响拟南芥植株生长发育的过程。在低温胁迫中,通过观察植株的生长存活状况及测量植株的POD活性、可溶性糖含量,证明DlSWEET1基因可以加强拟南芥的抗寒力。4.基因枪法介导龙眼愈伤组织遗传转化体系的建立:以龙眼直接体细胞胚胎发生体系为基础,通过调整抗生素浓度、前渗透处理时间、后渗透处理时间、真空度、射程与轰击距离、轰击次数,以GUS瞬时转化效率为指标初步建立了有效的遗传转化体系。
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