大豆GmWRKYs基因的克隆和功能研究.pdf

1、學(xué)校代碼：10564學(xué)號(hào)：2013200214分類號(hào)：S565.1密級(jí)：碩士學(xué)位論文大豆GmWRKYs基因的克隆和功能研究彭俊楚指導(dǎo)教指導(dǎo)教師：田江研究員梁翠月副研究員學(xué)院名學(xué)院名稱：農(nóng)學(xué)院專業(yè)名專業(yè)名稱：植物學(xué)答辯委員會(huì)主席：答辯委員會(huì)主席：王秀榮研究員中國廣州2016年6月摘要低磷和鋁毒害是限制南方酸性土壤大豆生產(chǎn)的重要因子。植物WRKY轉(zhuǎn)錄因子是數(shù)量眾多功能重要的轉(zhuǎn)錄因子家族之一，在調(diào)控植物適應(yīng)逆境脅迫中起著重要作用。大豆基因組中

2、含有至少127個(gè)WRKY家族成員，本研究通過生物信息學(xué)分析，篩選四個(gè)IIa型WRKY基因，并對其亞細(xì)胞定位、轉(zhuǎn)錄激活活性以及表達(dá)模式等性質(zhì)進(jìn)行了分析。根據(jù)所得結(jié)果，篩選出受低磷和鋁毒共同調(diào)控的GmWRKY7進(jìn)行初步的功能分析。主要結(jié)果如下：1）通過比對在大豆基因組中獲得四個(gè)與擬南芥AtWRKY40高度同源的GmWRKY基因。根據(jù)這些基因在基因組上的位置，分別將其命名為GmWKRY7，GmWRKY8，GmWRKY13和GmWRKY15。這

3、四個(gè)GmWRKY蛋白的N端均含有一個(gè)典型的WRKY結(jié)構(gòu)，均屬于IIa型WRKY轉(zhuǎn)錄因子。2）酵母單雜結(jié)果顯示，這四個(gè)GmWRKY蛋白均無轉(zhuǎn)錄激活活性。進(jìn)一步亞細(xì)胞定位結(jié)果顯示，四個(gè)GmWRKY的亞細(xì)胞定位不同。其中GmWRKY7和GmWKRY8定位于細(xì)胞核；GmWRKY13定位于細(xì)胞核和質(zhì)體；而GmWRKY15定位在質(zhì)體內(nèi)。3）對這些GmWKRY基因的表達(dá)模式分析結(jié)果顯示，營養(yǎng)元素的缺乏對這四個(gè)基因在植株不同部位的表達(dá)均有不同程度的調(diào)控

4、。其中，缺磷和缺鐵上調(diào)了這四個(gè)GmWKRY在葉片和根系的表達(dá)水平。缺氮和缺硫均上調(diào)了這四個(gè)GmWKRY基因在葉片的表達(dá)量。但在根系中，缺氮上調(diào)了GmWKRY7和GmWRKY15的表達(dá)量，抑制了GmWRKY8的表達(dá)。缺硫則抑制了GmWKRY7和GmWRKY8的表達(dá)，對GmWRKY15的表達(dá)量無明顯影響。缺鉀除了抑制GmWRKY15在老葉的表達(dá)以外，均上調(diào)了各基因在各部位的表達(dá)。缺鈣抑制了這四個(gè)基因在新葉以及GmWRKY15在老葉的表達(dá)，但

5、提高了GmWKRY7和GmWRKY8在老葉和根系的表達(dá)，對于GmWRKY15在根系的表達(dá)量則無顯著影響。4）激素調(diào)控了GmWKRYs基因的表達(dá)。其中，GA3、ABA和IAA能夠瞬時(shí)提高GmWRKY7的表達(dá)水平；KT則瞬時(shí)抑制該基因的表達(dá)。GmWRKY8的表達(dá)水平在GA3和IAA處理?xiàng)l件下瞬時(shí)上調(diào)，但在6BA和KT處理?xiàng)l件下受到明顯抑制。另外，除ABA瞬時(shí)上調(diào)，6BA和KT抑制GmWRKY15的表達(dá)水平以外，其他激素對該基因的表達(dá)無明顯影