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《山东农业大学》 2011年
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苹果MdCIPK6的基因克隆及其在逆境胁迫响应中的作用

王荣凯  
【摘要】:钙调磷酸酶B类蛋白(calcineurin B-like proteins,CBLs)是近年来鉴定出的一类植物中特有的Ca~(2+)传感器,与其互作的蛋白CIPK(CBL-interacting protein kinase)一起在植物特定的生长发育和应答胁迫过程中起重要作用。研究表明,CIPK广泛参与植物对高盐、干旱和低温等非生物胁迫的应答反应。目前对于CIPK的研究主要集中在拟南芥,水稻上等少数模式植物上,对于果树方面研究甚少。由于多方面的原因,可用来耕种的土地越来越少,同时由于世界范围内气候的变化,果树的种植面积和范围将严重的受到影响。挖掘苹果CIPK基因并进行功能研究,不但具有重要的理论意义,而且具有广泛的应用价值,可以为果树抗逆转基因育种提供潜在的有效候选基因。本研究从苹果中克隆到一个CIPK基因MdCIPK6,并对其基因结构特点,表达特异性及其功能等进行了分析。主要研究工作与结果如下: 1.利用RACE的方法,克隆得到MdCIPK6全长cDNA,总长度为1565bp,其中ORF区为1299bp,编码一条含433个氨基酸的多肽,预测的PI为8.98,分子量为48.50 kDa。蛋白结构上具有CIPK所共有的N端激酶结构域和C端NAF保守结构域。 2.半定量RT-PCR结果表明,它在各个组织和器官中组成型表达,而在根中的表达量相对较低。但是,用NaCl和ABA处理嘎啦生根组培苗,发现MdCIPK6明显在根中受到诱导表达。此外,在非生物逆境胁迫,激素以及外源Ca~(2+)处理下,都能明显诱导其表达。说明MdCIPK6基因有可能在抗逆胁迫响应中有重要作用。 3.酵母双杂试验表明,MdCIPK6能够和拟南芥的AtCBL4(AtSOS3)蛋白相互作用;功能互补试验结果表明,MdCIPK6和MdCIPK6T175D能够部分互补拟南芥sos2突变体抗盐方面的功能。在野生型中拟南芥过量表达MdCIPK6和MdCIPK6T175D能够明显提高抗逆性。说明MdCIPK6部分通过SOS途径调控抗逆性。 4.为了鉴定MdCIPK6基因在苹果抗逆性(如抗盐、抗旱和抗冷等)中的功能,进行了苹果转基因研究,结果表明,与野生型和反义转基因株系相比,过量表达MdCIPK6和MdCIPK6T175D能够明显提高苹果的抗逆性,表明MdCIPK6是苹果抗逆性的正调控因子。 5.为了进一步鉴定MdCIPK6基因在作物中的功能,在番茄中过量表达了MdCIPK6基因,结果表明,转基因番茄在萌发、幼苗和成苗期的抗逆性均明显提高,说明MdCIPK6的生物学功能在不同植物间是保守的。
【学位授予单位】:山东农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:S661.1

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【引证文献】
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