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《哈尔滨师范大学》 2017年
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SA诱导黄瓜PCD过程中线粒体介导作用的研究

迟春宁  
【摘要】:黄瓜(Cucumis sativus L.)是葫芦科黄瓜属植物,广泛的种植于温带和热带地区,是我国的重要蔬菜作物之一。黄瓜在种植的过程中易受到白粉病、霜霉病等病菌的侵害,而影响黄瓜的生长发育,造成严重的经济损失。水杨酸(SA)是植物内源性信号分子,可以诱导一些抗病基因的表达,在植物抗病反应中起非常重要的作用。本实验通过研究SA诱导黄瓜PCD过程中线粒体相关基因的介导作用,从而揭示SA诱导提高黄瓜抗病性的分子机制。试验结果如下:(1)黄瓜PCD的鉴定:利用10mM SA和0.2%MeJA分别处理黄瓜叶片,采用ROS原位检测和Trypan blue染色技术进行PCD鉴定。结果发现Trypan blue染料将处理部分的叶片染成蓝色,说明SA和MeJA处理产生细胞死亡的现象,同时ROS原位检测也检测到H_2O_2和O_2~-的产生,ROS的大量积累引起植物PCD的发生。(2)黄瓜线粒体相关基因的筛选及表达分析:线粒体不仅仅是细胞能量中心,也在PCD调控过程中占主导地位。通过对高通量测序技术获取的差异表达基因的注释和分析,选出16个与线粒体介导相关基因,设计引物;在SA处理和霜霉病处理下进行RT-PCR和qRT-PCR表达验证和分析。通过对RT-PCR结果分析发现,基因在SA和霜霉病处理过程中表达具有相似性和差异性。qRT-PCR结果显示基因的表达量呈现相似或相反变化趋势。16个基因在PCD过程中起正或负调控作用,在SA处理时都为上调,其中线粒体丙酮酸载体2(A)、抑制素3(B)、双磷脂酰甘油脱酰酶(F)、解耦联蛋白5(G)、线粒体肉碱/酰基肉碱载体(H)、甲酸脱氢酶1(I)、氨基丁酸氨基转移酶1(J)线粒体内膜转移酶亚家族(K)、脯氨酸脱氢酶2(L)、丙酮酸脱氢酶E1α(M)和乙酰鸟氨酸转氨酶(P)在霜霉病处理中结果与SA处理相似为上调;但其中3-羟基异丁酰CoA水解酶(C)、分子伴侣60N-2(D)、甘氨酸脱羧酶(E)、延伸因子Tu(O)和亮氨酸拉链结构域跨膜蛋白1(N)5个基因在SA处理中为上调表达,而在霜霉病处理过程中为下调表达。通过查找文献分析16个基因的功能及研究现状,这些基因属于4个功能类群,主要包括参与线粒体膜转运、细胞呼吸作用、蛋白质合成、折叠和转运和线粒体信号转导过程。(3)黄瓜CsPHB3和CsProDH2的克隆及分析:利用克隆技术对黄瓜线粒体相关基因CsPHB3和CsProDH2进行克隆以及生物信息学分析。得到CsPHB3和CsProDH2基因的cDNA全长序列,登录到GenBank,号码是分别是XP_004138106.1和XP_004141603.2。CsPHB3基因cDNA全长837 bp,蛋白由279个氨基酸构成。CsProDH2基因cDNA全长1479 bp,蛋白由839个氨基酸构成。通过NCBI BlastX比对测序结果显示CsPHB3属于SPFH超家族;结果显示CsProDH2属于ProDH超家族;测序结果表明与GenBank的参照序列同源性达100%。(4)黄瓜CsPHB3和CsProDH2基因转化拟南芥:构建CsPHB3和CsProDH2基因的过表达载体,通过农杆菌介导的浸花法将质粒转入到野生型拟南芥植株中,得到转基因拟南芥植株T_0代。
【学位授予单位】:哈尔滨师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:S642.2

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