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《南京林业大学》 2011年
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竹子中叶片衰老相关基因的分离及功能研究

陈云霞  
【摘要】:叶片衰老是器官水平的衰老,构成了植物叶片发育的最后一个阶段。叶片衰老对叶片本身来说虽然是一个衰亡的过程,但对整个植株的健康发展至关重要,实现了营养物质的动员再利用。叶片黄化是叶片衰老过程中最直观的表象。 AtNYE1是拟南芥叶绿素降解代谢过程中的一个重要调控基因,nyel-1突变体表现出明显的滞绿表型。本实验利用cDNA末端快速扩增(RACE)技术,在金丝慈竹(Bambusa emeiensis'Viridiflavus')衰老叶片的cDNA文库中分离获得了一个与叶片衰老相关的基因,并对其进行了功能分析。此基因cDNA全长1386bp,编码一个含有266个氨基酸残基的多肽。序列分析显示,它与水稻中的SGR相似性最高,且与拟南芥AtNYE1具有66%的相似性,故将其命名为BeNYE1。在金丝慈竹中,自然衰老和黑暗处理均能诱导BeNYE1的表达上调。BeNYE1在拟南芥中的功能分析显示,BeNYE1能够异源互补拟南芥nye1-1突变体,回复其滞绿表型,且瞬时过表达和组成型过表达BeNYE1均能明显促进叶绿素的降解,导致叶片黄化。以上研究结果表明,BeNYE1编码一个类似AtNYE1的叶绿素降解代谢调控蛋白,在金丝慈竹的叶绿素降解代谢过程中起着重要的调控作用。 NAC(NAM, ATAF1/2和CUC2)是植物特有的一类转录因子,在植物的生长发育、器官建成、激素调节和防御抵抗多种生物和非生物胁迫等方面都发挥着重要作用。本研究利用RACE技术,从金丝慈竹衰老叶片的cDNA文库中筛选到一个与叶片衰老相关的NAC家族转录因子。此转录因子cDNA全长1654bp,编码一个含有355个氨基酸残基的多肽,其蛋白的N端含有保守的NAC结构域,故将其命名为BeNAC1。BeNAC1具有定位于细胞核、具有转录激活活性等一般转录因子的特性。序列分析表明,BeNAC1属于NAP亚家族,且与水稻中OsNAP的亲缘关系最近。AtNAP是拟南芥中参与叶片衰老调控的一个NAC家族转录因子。对BeNAC1的功能分析显示,BeNAC1具有与AtNAP相同的表达模式,在竹子中同时受自然衰老与黑暗处理的诱导,并且可以回复拟南芥nap突变体衰老延迟的表型。同时BeNAC1在拟南芥野生型中的过表达引起了转基因植株的早衰,这也就进一步说明BeNAC1为AtNAP在金丝慈竹中的同源基因,参与了金丝慈竹叶片衰老的调控。 竹子生长快、成材早、产量高、用途广,如今在建筑、造纸、装饰材料、食品保健、园林绿化和生态防护等领域,均以其独有的特点表现出巨大的优势和潜力。本研究利用分子遗传手段,借助拟南芥模式植物研究系统,试图探索竹子叶片衰老相关调控基因的功能,并为竹子园艺性状的改良提供有效基因资源。
【学位授予单位】:南京林业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:Q943.2

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【参考文献】
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相关机构
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相关作者
>曹慧敏 >陈云霞
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