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《福建农林大学》 2008年
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辣椒应答UV-B的转录组差异分析及相关功能基因的分离

徐波  
【摘要】: 辣椒是我国重要的蔬菜以及工业加工原料作物,近年来发展辣椒生产已经成为我国各地农业增效和农民增收的一条有效的途径,但在栽培过程中,各种生物与非生物产生的逆境胁迫,对辣椒的产量与品质造成严重的影响,研究表明,UV-B(UItraviolet-B)一方面可导致植物伤害,另一方面也可像虫害、病害等一样诱导植物产生各类防御反应。虽然UV-B对植物的伤害机制已有不少的研究报道,但人们对UV-B诱导产生植物防御反应分子机制的了解还相当有限。本研究使用cDNA-AFLP(cDNA-Amplified Fragment lenghpolymorphism)技术获得辣椒在UV-B胁迫下的表达谱,从中分析、寻找与植物防御反应密切相关的差异表达基因,并通过实时荧光定量PCR对表达发生改变的TDFs(Transcript-Derived Fragments)相应基因的cDNA进行分离、测序验证,主要结果如下: 1、采用cDNA-AFLP技术,得到辣椒响应UV-B胁迫早期差异表达的转录图谱,从中发现了208条有差异表达TDFs,统计结果并将这些TDFs的功能进行分类发现,上调表达TDFs有138条,下调表达TDFs有70条;信号传导相关蛋白为10%,防御反应相关蛋白为22%,光合作用相关蛋白为20%,蛋白质代谢相关蛋白为5%,碳水化合物代谢相关蛋白为2%,活性氧相关蛋白为1%,其他及未知功能蛋白分别为11%和29%。 2、采用SMARTTM cDNA文库构建试剂盒,构建了辣椒响应UV-B胁迫cDNA文库,其滴度达到了1×10~6 pfu/mL,重组率达到99%以上。 3、采用基于PCR技术的96孔板cDNA文库筛选法,利用测序得来的基因片段设计引物,筛选cDNA文库获得了两个应答UV-B的亲环蛋白(EU401723)和叶绿素a/b结合蛋白(EU401724)的全长cDNA。 4、应用荧光定量PCR对亲环蛋白(EU401723)和叶绿素a/b结合蛋白(EU401724)基因的cDNA-AFLP结果进行了验证,并研究了它们在UV-B、辣椒疫霉、JA(jasmonate acid)、SA(salicylic acid)、JA+SA、NaCl、4℃低温和机械损伤等逆境或外源激素作用下的表达,定量的结果表明:A.UV-B处理下,两个基因的表达强弱及变化趋势基本上与cDNA-AFLP结果相一致,从而也验证了cDNA-AFLP结果的可靠性。B.UV-B处理下的辣椒亲环蛋白基因表达量较对照基因相比呈总体下降的趋势;在NaCl和机械损伤的诱导下,该基因的表达量明显上升,表明该基因在应答盐胁迫和疫霉胁迫中,很可能参与了相关的防御反应。C.叶绿素a/b结合蛋白基因在UV-B处理的荧光定量PCR分析中显示,在UV-B处理的10min内其表达量有所上升,随着处理时间的延长,该基因的表达量较对照基因相比有所下降;停掉UV-B处理后的2h内,该基因的表达量明显上升,且随着处理时间的延长其表达量又与对照基因的表达量持平。说明该基因很可能参与了应答UV-B胁迫的防御反应与修复的分子机制中。在疫霉,JA,JA+SA处理的12h时,该基因的表达量明显下降,其表达受到明显抑制。
【学位授予单位】:福建农林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:Q943.2;S641.3

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