白桦BpTCP1及BpTCP2基因的功能研究
TCP转录因子是一类植物特有的转录因子，广泛参与到调控植物生长发育的过程当中。本研究以白桦为试材，对TCP家族PCF亚类BpTCP1和BpTCP2基因及启动子的组织部位表达特异性及激素与非生物胁迫应答分析，并对过表达转基因白桦株系进行生长发育及抗旱耐盐性研究，通过转录组及酵母单杂交对其下游靶基因进行鉴定。研究结果如下: 1.荧光定量PCR结果显示，BpTCP1及BpTCP2基因在白桦叶片、茎节、顶芽、木质部和韧皮部中均呈现不同程度的上调表达;在激素与非生物胁迫应答分析中，BpTCP1及BpTCP2基因的表达量均呈现出相应变化。 2.通过Infusion技术构建BpTCP1基因启动子植物表达载体，利用PlantCARE软件预测结果显示BpTCP1基因启动子中含有多个与激素、非生物胁迫、植株生长发育相关的元件。GUS染色结果表明，BpTCP1基因在植株的叶片及顶芽有表达，对GA3、ABA及4种非生物胁迫产生应答。进一步表明BpTCP1基因对植物叶片发育、激素及非生物胁迫应答具有一定的作用。 3.通过Gateway技术构建BpTCP1及BpTCP2过表达载体，并采用农杆菌介导法进行了白桦的遗传转化，最终获得7个TCP1过表达白桦株系和6个TCP2过表达白桦株系。BpTCP1及BpTCP2过表达白桦株系与对照株系相比，其苗高、地径、节间距、叶片、叶绿素含量及内源激素含量均发生变化。 4.通过耐盐及抗旱试验，处理7d后转基因及对照株系的盐害及早害指数分别为66.7％和63％，而转基因株系的指数均在30％以下。转基因株系在胁迫处理过程中叶绿素的含量和POD的活性显著高于对照株系，H2O2、MDA的含量均显著低于对照株系。同时对胁迫处理的转基因及对照株系的SOD、POD家族基因进行了半定量分析，结果显示在胁迫处理7d后，对照株系中SOD与POD基因的表达量均明显下降，而转基因株系中SOD与POD基因的表达量主要呈现出与未处理时表达量持平或升高的趋势。 5.选取转基因及对照株系的成熟叶片为材料进行转录组分析，结果表明，BpTCP1及BpTCP2过表达与对照株系间的差异表达基因分别为2709和3565条，并且这些差异表达基因在编码转录因子、参与细胞增殖和植物激素合成及信号转导途径中均显著富集。 6.在转基因BpTCP1及BpTCP2白桦转录组中BpMYB8和BpIAA5基因的表达量显著升高，并且在BpMYB8和BpIAA5基因启动子上含有已知的TCP转录因子结合元件。通过酵母单杂交实验发现，BpTCP1通过识别GCCCR和GGACCA元件调控BpMYB8;BpTCP2则通过识别GCCCR、TAGGGCCT、GGACCA元件调节BpMYB8，而结合GCCCR元件调控BpIAA5。
白桦;叶片发育;抗旱耐盐性;BpTCP1基因;BpTCP2基因;转录组学
东北林业大学
硕士
林木遗传育种
夏德安;李慧玉
2020
中文
S792.153.01
2021-03-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）