长白落叶松LoCAT基因的克隆及功能分析
在逆境胁迫下，植物积累了大量的活性氧(ROS)，导致膜脂、DNA及细胞组分的严重损伤，从而严重影响植物的生长发育、分布及品质的形成。过氧化氢酶(CAT)属血红蛋白酶类，有催化过氧化氢降解为分子氧和水，避免过氧化氢毒害的作用，CAT的过量表达可有效清除植株体内的ROS，提高其对氧化胁迫的抗性。 本研究克隆了长白落叶松的CAT基因（LoCAT），通过生物信息学方法分析该基因，对其编码的蛋白质进行了预测，并采用实时荧光定量RT-PCR分析了该基因的组织表达特异性和应对非生物胁迫的表达模式;此外，构建LoCAT基因的植物表达载体，并转化到烟草和长白落叶松基因组中;在干旱和盐胁迫下分别对转基因烟草的抗性植株和长白落叶松的抗性愈伤组织进行相关生理指标的测定分析，以验证其基因功能。主要研究结果如下: (1)以长白落叶松转录组数据库中获得的CAT基因全长序列设计引物，克隆得到长白落叶松CAT基因。该基因完整的开放阅读框(ORF)长度为954bp，共编码317个氨基酸。系统进化树分析，长白落叶松与北美云杉、银杏等亲缘关系较近。 (2)利用实时荧光定量RT-PCR技术分析了LoCAT基因在长白落叶松中的组织表达特异性和应对非生物胁迫的表达。LoCAT基因在长白落叶松的根、茎、叶中均有表达，其中在茎部表达量最低，在叶中相对表达量最高。LoCAT基因在干旱和盐胁迫诱导下，其表达量整体上调。 (3)构建LoCAT基因的植物表达载体，通过农杆菌介导法转化烟草，对其转基因及野生型株系分别进行干旱及盐胁迫处理，测定相关的生理指标。转基因烟草的CAT、SOD和POD活性均高于野生型烟草，而MDA含量低于野生型烟草，说明转LoCAT基因提高了烟草的抗旱性和耐盐性。 (4)通过农杆菌介导法转化长白落叶松的胚性愈伤组织，对转基因愈伤组织进行相关抗逆生理指标的测定，LoCAT基因提高了长白落叶松抗性愈伤组织的抗氧化能力。
长白落叶松;品种选育;过氧化氢酶基因;基因克隆;抗氧化能力
东北林业大学
硕士
林木遗传育种
李淑娟
2019
中文
S791.220.4
2020-04-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）