光皮桦BBM基因鉴定、克隆与功能研究

来源 :浙江农林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jiayunyangls
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
BBM(BABY BOOM)是植物AP2/ERF转录因子家族成员之一,在植物细胞增殖和体胚发生等重要生物学过程中的发挥关键作用。光皮桦(Betula luminifera)系桦木科桦木属落叶乔木,因其材质优良,童期短等优点成为林木遗传研究的理想材料。本研究基于基因组和转录组数据,利用生物信息学方法对光皮桦AP2/ERF基因家族进行了鉴定,并克隆获得了Bl BBM基因;分析了该基因在种子不同发育阶段、种子萌发过程及生长素处理后的表达模式,同时利用农杆菌介导的方法,在杨树和光皮桦中对其功能进行了研究,为深入解析Bl BBM基因调控体胚和不定根形成的机制提供了重要基础。主要研究结果如下:1.在光皮桦基因组中鉴定获得51个AP2/ERF基因,可分为AP2、RAV、DREB和ERF 4个亚家族,其中17个基因属于AP2亚家族,2个基因属于RAV亚家族,DREB和ERF亚家族则分别包含21个和11个基因。表达的组织特异性分析显示多数光皮桦AP2/ERF基因的表达呈现较强的特异性,其中有5个基因只在单个组织或器官中表达,比如Bl BBM只在根中有较强表达,这表明这些基因的功能可能与特定的组织或器官发育有关。2.基于AP2/ERF基因家族的鉴定结果,本研究进一步通过基因结构、保守基序等分析鉴定获得光皮桦BBM同源基因Bl BBM,发现Bl BBM基因与其它物种的BBM同源基因具有相似的基因结构、基序特征,呈现了较强保守性,暗示它可能与其他物种的同源基因具有相似的功能。表达模式分析结果显示,Bl BBM基因在光皮桦种子发育的前期和中期表达量较高,而在发育的中后期表达量逐渐下降,呈现先上升后下降的趋势,与其他物种BBM的表达模式类似,暗示该基因可能参与了植物胚胎早期的发育过程。而在种子萌发过程中,Bl BBM基因的表达也呈现一个先上升后下降的模式,可能与其对根发育的调控功能相关。在2,4-D诱导愈伤形成的过程中,Bl BBM的表达被上调,且呈现出一定的浓度依赖模式,其中4 mg·L-1 2,4-D对愈伤组织的形成和Bl BBM表达有最佳的诱导效果响应,这些结果说明生长素可能是Bl BBM基因发挥生物学功能的重要媒介。3.以杂交杨84K和光皮桦为材料,通过根癌农杆菌和发根农杆菌介导的方法,对Bl BBM基因的生物学功能进行了研究。结果表明:(1)在杨树中瞬时表达Bl BBM基因可以在没有激素的情况下诱导叶片不定根的发生。与对照相比,瞬时表达Bl BBM的杨树叶片不定根发生频率高、不定根数目多,诱导作用明显,进一步的表达分析也证实了不定根的发生与Bl BBM基因的高水平表达有关;(2)在含生长素、分裂素的培养基上,过量表达Bl BBM基因会促进杨树叶片愈伤组织的形成。与对照相比,过表达Bl BBM的杨树叶片上愈伤组织的形成的时间早,愈伤诱导率更高,每片叶片形成的平均愈伤数量更多;在形态上也比对照叶片上的愈伤组织体积更大,分布更密,活力状态更佳;(3)Bl BBM基因也可促进光皮桦种子苗茎段产生更多的不定根。在穿刺、注射两种不同的处理方法中,均显示Bl BBM基因可以促进不定根发生。不定根发生的表型也与Bl BBM基因的表达水平直接相关。(4)过量表达Bl BBM基因也可促进光皮桦叶片愈伤组织的形成,与杨树叶片愈伤形成有类似结果。以上结果说明,光皮桦Bl BBM基因可能具有调控愈伤形成和不定根发生的双重功能,并且可能与生长素存在交互作用。
其他文献
雷竹(Phyllostachys praecox)出笋早,经济价值高,是我国南方地区优良的笋用竹种。雷竹林因长期采用冬季地表覆盖增温和重施肥等措施,使得近年来土壤酸化、养分淋失、肥力衰退等土壤质量问题日渐凸显。生物质炭具有丰富的碱性成分、疏松的孔隙结构,有利于中和土壤酸性,为微生物提供良好的微生态环境,被认为是一种潜在的土壤改良剂。然而,生物质炭对土壤酸化、养分和微生物功能状况的改良效果可因生物质
过量施肥会导致土壤性状恶化,加剧土壤养分的流失,同时造成农产品产量和养分含量下降,并对环境造成一系列影响,其中尤以面源污染问题较为突出,已成为阻碍我国农业可持续发展的重要障碍。因此,因地制宜开展蔬菜减量施肥研究,通过菜地化肥减量和化肥原料替代研究,减少肥料用量并提升肥料利用率,提高蔬菜产量,保障蔬菜安全生产,促进蔬菜产业科学绿色发展,具有重要的现实意义。本论文以珠三角地区受重金属轻度污染的菜地土壤
间伐能够为林木创造良好的生长环境,提高林分的生态和经济效益。但是,间伐对不同类型森林持水性及养分流失的影响仍知之甚少。本研究选取浙江省建德市3个小流域的杉木(Cunninghamia Lanceolata)林和阔叶林作为研究对象,于2019年5月,选取坡形、坡度、坡向等地形因子基本一致的2种森林类型(未间伐杉木林、未间伐阔叶林)和2种间伐类型(间伐杉木林、间伐阔叶林),采集不同处理林分的枯落物、土
脂肪酸在昆虫生长发育过程和维持昆虫正常的生理活动中至关重要。脂肪酸合成酶系统(FAS)是昆虫脂肪酸合成过程中具有关键作用的酶系,其中酰基载体蛋白(ACP)和丙二酰/乙酰转移酶(MAT)是FAS中的重要的组成部分。为了进一步明确ACP与MAT基因功能,本研究以环境资源昆虫黑水虻作为实验材料,通过基因克隆,q RT-PCR技术,RNAi技术等,对黑水虻HiACP和HiMAT基因的表达特征及功能进行研究
棉花在生长发育过程中受到各种生物或非生物胁迫的影响,出现早衰现象,严重影响棉纤维的产量与品质。NAC转录因子是较大的植物特异性转录因子家族,在调控植物响应非生物胁迫方面发挥着关键作用,而逆境胁迫的调控往往是通过内源激素水平的变化进行的,激素的响应与逆境胁迫的应答是密不可分的。本研究对陆地棉NAC家族中的Gh NAC82和Gh NAC62这两个基因进行了鉴定与功能分析,主要研究结果如下:(1)利用G
毛竹(Phyllostachys edulis)是典型的克隆植物,在无人干扰的情况下可以依靠自身强大的竹鞭自发地向周围森林扩张。杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林因其树种结构单一导致林地土壤肥力衰退,极易遭受周边毛竹入侵。毛竹入侵使杉木生长受到影响,为此可通过采伐毛竹来控制毛竹入侵以释放杉木生长空间。然而毛竹入侵、采伐毛竹都将不可避免地改变林地土壤理化性质,进而对土壤温室
我国的甘薯种植面积和总产量均为世界第一。因其起源于热带,对低温极其敏感,在贮藏过程中易发生冷害,进而影响其食用品质及营养价值。前人已经证实,交替氧化酶(AOX)具有增强植物抵御逆境胁迫的能力。本课题研究了AOX参与冷锻炼(LTC)处理提高采后甘薯耐寒性及AOX在酚类代谢中的作用研究。通过分子和生理指标的测定分析LTC和水杨酸肟酸(SHAM)处理对采后甘薯块根低温贮藏下AOX基因和蛋白的表达、品质、
天然植物纤维材料具有资源丰富、可再生、可降解无污染等优势,已被广泛用于复合材料的开发;使用天然植物纤维为原料制备的垫芯材料,营造了绿色健康的睡眠环境,深受广大消费者青睐。目前市场上常见的植物纤维床垫,如椰棕床垫、山棕床垫等均存在易虫蛀变形的问题。天然竹纤维具有良好的透气性、瞬间吸水性、较强的耐磨性,尤其具有天然抗菌抑菌及除螨防臭功能,已被大量应用到汽车内饰、家具等各个领域,利用竹纤维来制备床垫垫芯
稻田是我国重要的耕地类型,水稻生产中所采用的传统施肥方式氮肥利用率较低,氮素极易随着径流水和淋溶水进入地表、地下水,从而导致严重的农业面源污染。针对稻田氮素流失量大、水体污染风险高等问题,设置不施肥(CK)、常规化肥(CT)、有机肥替代50%化肥(BS)和炭基肥(CB)4个处理,研究不同施肥对水稻产量和氮素流失的影响结果。通过1年的定位研究,得到如下结果:(1)BS和CB处理对降低稻田氮素径流流失
姜黄素水溶性差、理化性质不稳定等特点导致其血药浓度和生物利用度均低于生物功效水平,亦成为姜黄素在功能性食品及临床药物研发方面最大的难题。本论文研究超声处理法制备姜黄素-酪蛋白纳米粒分散液的条件及其稳定性,并探讨姜黄素-酪蛋白纳米分散液对关节炎细胞的抑制活性及细胞转运特性。(1)确定了不同时间的超声处理对酪蛋白微团纳米分散液的理化性质的影响。超声作用于酪蛋白溶液后,显著改变了酪蛋白的理化特性及乳化性