大青杨MYC2转录因子调控不定根发育的机理研究
根是植物长期适应陆地环境而形成的一个重要器官。通过不定根发生获得的完整植株可以保持母株的优良性状，在植物扦插和组织培养中广泛应用。无性系的生根能力是决定杨树扦插繁殖成败的关键，也是判别无性系适应性和抗逆性的主要标准。因此，插穗生根性状在林木遗传改良中占有极为重要的地位。茉莉素(JA)是一类重要的植物激素，在植物生长发育过程中发挥重要作用，也和植物不定根发生密切相关。目前，对茉莉素在不定根发生过程中的作用及调控机制的研究在拟南芥中已开展了较多工作，且在木本模式植物杨树中也发现茉莉素对不定根发生的调控作用。研究发现，茉莉素抑制拟南芥的不定根发生，却促进杨树的不定根发生，说明茉莉素在杨树和拟南芥中的功能和调控机制有较大的差异，但杨树中还未开展其分子调控机理研究。本文以大青杨中的茉莉酸信号途径中的关键调控因子PuMYC2基因为研究对象，探究PuMYC2转录因子对大青杨不定根发生的影响。 在本文中，克隆PuMYC2基因全长编码序列并进行相关生物信息学分析。大青杨PuMYC2基因编码区全长为1476bp，编码包含491个氨基酸残基的蛋白质，相对分子质量为54710.63，理论等电点为5.4，属于酸性蛋白，不稳定系数为53.39，亲水性平均值为-0.485。进化树分析结果发现，大青杨PuMYC2和毛果杨的PtrMYC2及橡树HbMYC2相似度较高。结构域预测结果表明发现PuMYC2存在保守的bHLH-MYB及HLH结构域。QRT-PCR分析结果表明，PuMYC2在大青杨组培苗茎段基部不定根发生部位在不定根形成的整个过程都显著上调表达，而茉莉素生物合成抑制剂水杨羟肟酸(salicylhydroxamic acid，SHAM)处理能显著抑制其表达，表明PuMYC2受伤口诱导，而且其表达受内源茉莉素的调控。亚细胞定位及转录激活活性实验结果发现，PuMYC2在细胞核中表达，而且具有转录激活活性，表明PuMYC2为转录因子。为探究大青杨PuMYC2转录因子对不定根发育的影响，构建了pBI121-PuMYC2-GFP及pBI121-PuMYC2-SRDX载体并分别进行了大青杨的遗传转化，对转基因株系和野生型大青杨的不定根生根性状进行比较研究发现，不定根数量及同时间发生率在PuMYC2过表达株系中显著高于野生型大青杨，而PuMYC2抑制表达株系中显著低于野生型大青杨，不定根发生时间上，PuMYC2过表达株系早于PuMYC2抑制表达株系发生，表明PuMYC2正向调控大青杨组培苗的不定根发生。进一步qRT-PCR分析结果发现，与野生型大青杨相比较，3个已知不定根发生调控基因在大青杨中的同源基因PuGH3.1、PuGH3.5和PuARF6在不定根发生过程中在PuMYC2过表达株系中上调表达，而在PuMYC2抑制表达株系中下调表达，进一步验证了PuMYC2对大青杨不定根发育具有正调控作用。
大青杨;育苗技术;PuMYC2转录因子;不定根发育;调控机制
东北林业大学
硕士
林木遗传育种
李成浩
2019
中文
S792.113.05
2020-04-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）