玉米SKIP同源基因ZmSKIP的克隆及在非生物胁迫中的功能分析

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liu_da_shi
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
在农作物的栽培中,非生物胁迫是限制植物生长及产量的主要因子。玉米是集粮食、饲料和工业原料于一体的我国第二大粮食作物,在国家粮食安全及国民经济发展中占有举足轻重的地位。干旱缺水、土壤盐渍化等非生物胁迫已经成为我国许多地区玉米生产的主要限制因素,直接影响着玉米的生长及产量。传统的抗逆育种存在着周期长、费时费力的不足,而利用基因工程技术可以将抗逆基因导入植株提高植物对非生物胁迫的抗性已经具有广泛的应用。因此发掘玉米中抗非生物胁迫的基因并利用基因工程改造玉米是提高玉米在非生物胁迫下稳产或减产少的有效途径。近年来,已有报道前体mRNA(pre-mRNA)剪切因子能够响应非生物胁迫并提高非生物胁迫的抗性。在本研究中,我们在玉米中克隆了一个pre-mRNA剪切因子SKIP同源的基因ZmSKIP,并且研究了它在逆境中的功能,为玉米抗逆基因工程育种提供重要的参考。主要结果如下:1、ZmSKIP编码一个含有609个氨基酸的蛋白。对蛋白保守结构域的分析结果显示ZmSKIP具有SNW/SKIP蛋白特有保守的S-N-W-K-N序列,与水稻中的SKIP基因同源性高达85%。ZmSKIP具有一个核定位序列。根据其核酸序列分析,在玉米基因组中,SKIP基因只有一个拷贝。通过生物信息学分析,ZmSKIP是SNW/SKIP共剪切基因的同源蛋白。2、ZmSKIP转录受干旱、高盐、ABA(Abscisic Acid)的诱导。在ZmSKIP启动子驱动GUS基因表达的转基因烟草中,GUS染色表明GUS在测试的各组织中都有表达,尤其在幼嫩的叶片中表达强烈。GUS酶活性荧光测定结果表明在NaCl、甘露醇、PEG(Polyethylene Glycol)和ABA的处理条件下表达明显增强。3、为了证实ZmSKIP蛋白的亚细胞定位,构建了CaMV35S:ZmSKIP::GFP融合表达载体,并转化烟草原生质体,激光共聚焦显微观察结果显示ZmSKIP定位于细胞核。4、为进一步确定ZmSKIP基因的功能,构建了CaMV35S启动子驱动ZmSKIP的表达载体并转化烟草。在含有300mM甘露醇、200mM NaCl和0.1mM ABA的MS培养基中,转基因烟草的根生长受到的抑制较少。在干旱、高盐和ABA处理条件下,土壤中生长的转基因植株表现出了明显的抗性。5、在逆境处理条件下测定了超表达ZmSKIP转基因烟草T1代植株和野生型烟草植株的抗氧化酶如超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)、过氧化氢酶(Catalase, CAT)、过氧化物酶(Peroxidase, POD)的活性和丙二醛(Malondialdehyde, MDA)含量以及相对电导率(Relative Electrical Conductivity,REC)。结果表明,在干旱、甘露醇、NaCl和ABA处理条件下,相对于野生型烟草,转基因烟草表现出较高的抗氧化酶活性和较低的相对电导率(伤害率)和MDA含量。6、采用荧光定量PCR方法测试了在甘露醇、NaCl和ABA处理12小时的植株中的逆境相关基因的表达量,结果也显示,相对于正常条件下生长的烟草,超表达ZmSKIP转基因植株在甘露醇、NaCl和ABA处理12小时条件下,CAT基因表达均明显上调。对于APX基因,转基因烟草在处理后都有上调,而野生型烟草则是下调。对于PR5基因,野生型烟草在处理后出现下调,转基因烟草在甘露醇处理条件下有明显上调。7、在外源水杨酸(Salicylic Acid, SA)处理条件下,GUS酶活荧光定量分析以及生理生化指标和植物表型分析表明,与野生型烟草相比,超表达ZmSKIP转基因烟草并没有表现出明显的差异。ZmSKIP对于外源水杨酸也没有表现出明显的诱导。以上结果表明,在烟草中超表达ZmSKIP能够提高植株非生物胁迫抗性,ZmSKIP基因能作为一个很好的候选基因应用于提高转基因植物抗性。
其他文献
目的探讨单唾液酸四己糖神经节苷脂(GM1)治疗新生儿缺氧缺血性脑病(HIE)的临床效果。方法选取2013年5月至2016年5月漯河市第三人民医院收治的HIE患儿90例,以随机数字表将其分为研
在不考虑相对论效应时。从一参考系变换到另一参考系,某一事件经历的时间相等,空间两位置的相对距离不变.运动学公式的表达形式不变,牛顿运动定律、动能定理、动量定理表达形式也
为更好地利用夏季闲置的菇房,解决夏季鲜菇不足,在桂东地区栽培"新登96"高温蘑菇取得成功,且不影响秋菇栽培.现将栽培技术总结如下:
伴随着社会经济水平的提高,我国的医疗技术也在不断进步,医疗服务水平也随之不断提高。目前,我国的已经开始步入老龄化阶段,老年人的胃肠疾病的发病率在不断提高,手术率也随
2011年以来,MOOC在全球范围内得到了快速发展。其提供的优质资源、低廉的学习费用及多元化的学习过程激发出大量的教育需求,并对传统教育模式产生了一定冲击。基于自身特点,M
将翻转课堂这一新型教学模式引入分析化学实验教学中,以混合碱的分析实验为例,设计了基于FC模式的教学设计方案,并予以实施。在教学实践中,采用对照实验和问卷调查研究方法,
目的:台湾地形复杂,气候特殊;蕴含的植物种类繁多,具有药用价植的特有品种也为数不少;对此资源做有系统的调查,为进一步开发利用奠定基础。方法:实地调查并结合文献查阅,以确定每
根据大唐集团公司“风电场群集中控制、少人值守、无人值守”的生产运营管理模式,结合风场生产运营管理实际情况,提出了“远程集中控制、区域检修维护、少人值守运维”的运维
目的比较老年患者应用无痛肠镜和普通肠镜检查的效果和安全性。方法选择2013年1月至2014年8月该院门诊和住院接受肠镜检查的老年患者100例,按照检查方法分为无痛肠镜组54例和
通过访谈法、问卷调查法、回归分析法等方法,主要探讨了职业体育赛事绩效、消费者体验对职业体育赛事再购意愿、口碑意愿的影响。(1)消费者对职业体育赛事的认同越强,其再购