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黄花苜蓿MfERF009和MfERF072基因功能的初步鉴定

高帆  
【摘要】:黄花苜蓿(Medicago falcata)抗逆性强,是豆科牧草抗逆育种中重要的种质资源。ERF家族是在植物生长发育和逆境应答过程中起重要调控作用的转录因子,但ERF转录因子家族在培育苜蓿抗逆新品种中的应用价值还有待进一步挖掘。在课题组前期野生黄花苜蓿转录组数据分析的基础上克隆并分析了2个ERF家族逆境胁迫应答相关基因,取得以下主要结果:1.通过RT-PCR技术从黄花苜蓿中克隆得到了两条在植物应答逆境胁迫中起作用的基因,经生物信息学分析,它们是ERF基因家族的成员,分别命名为MfERF009(GeneBank No.MH817428)和MfERF072(GeneBank No.MN970144)。2.运用Gateway技术,以植物双元表达载体pKGWRR为基础载体分别构建了MfERF009和MfERF072的超表达载体、对照载体和tasiRNA干扰载体。3.通过发根农杆菌Arqua1介导的毛根转化法将MfERF009和MfERF072分别转入到截形苜蓿A17根组织中后模拟干旱、低温、盐和外源ABA胁迫处理。发现对MfERF009基因进行tasiRNA干扰后的植株在干旱胁迫和外源ABA处理后的生长状况显著优于对照组,表明该基因在植物应答干旱胁迫和应答高浓度A BA积累时起着重要调控作用。过表达MfERF072基因后,植株表现出较强的抗低温胁迫能力,表明该基因在植物应答冷胁迫中有一定的调节作用。检测了SO D(catalase)、MDA(Malondialdehyde)和Pro(Proline)的水平,进一步说明了这两个基因在逆境中能够调节植物的生长状态。对在植物应对干旱和寒冷的过程中发挥重要作用的MtLEA14、MtRD22、MtCAS15进行表达量的分析,发现在过表达MfERF009的植株中,基因MtLEA14和MtRD22的表达量显著高于对照组,说明MfERF009基因可以正调控MtLEA14和MtRD22的表达来改变植物的抗旱性能;在过表达MfERF072的植株中,基因MtLEA14和MtCAS15的表达量显著高于对照组,说明MfERF072可以通过正调控MtLEA14和MtCAS15基因的表达来调节植物的耐低温能力。4.通过农杆菌侵染法介导的遗传转化体系,将MfERF072和MfERF009成功转入截形苜蓿R108中,分别得到1株和3株独立的T0代阳性植株,为后续进一步开展基因功能的研究奠定基础。


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1 高帆;黄花苜蓿MfERF009和MfERF072基因功能的初步鉴定[D];内蒙古大学;2020年
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