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《华南农业大学》 2016年
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赤桉葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PDH)基因家族的表达与功能分析

张心菲  
【摘要】:戊糖磷酸途径(Oxidative Pentose Phosphate Patnway,OPPP)是调控植物正常生长发育,响应不同逆境,提高植物抗性的重要代谢途径。葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(Glucose-6-Phosphate Dehydrogenase,G6PDH)催化OPPP途径的第一步反应并生成NADPH,是该途径的关键限速酶。鉴于G6PDH在OPPP途径中的重要作用,本文克隆了赤桉(Eucalyptus camaldulensis)G6PDH家族的4个基因,分析其表达特性并验证其在抗逆方面的功能。具体研究内容及结果如下:(1)从赤桉克隆了4个葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因,分别命名为EcG6PD1、EcG6PD2、EcG6PD3和EcG6PD4。以赤桉cDNA为模版,利用同源克隆法扩增出目的基因完整CDS,测序结果经过序列分析表明,4个赤桉G6PDH蛋白在C端含有高度保守的G6PD-C结构域。EcG6PD1氨基酸序列端缺少转运肽序列,确定为胞质G6PDH,其余EcG6PD2、EcG6PD3和EcG6PD4均为质体型G6PDH。(2)构建荧光蛋白融合表达载体,在烟草叶片中瞬时表达,在荧光共聚焦显微镜下观察四个蛋白的亚细胞定位情况,EcG6PD1显示定位在质膜,EcG6PD2、EcG6PD3、EcG6PD4定位在叶绿体。(3)利用实时荧光定量PCR技术,分析了EcG6PD1-4基因的表达特性。组织特异性表达分析结果显示,正常条件下EcG6PD1-4基因在赤桉根、茎、叶和茎尖中都有表达。EcG6PD1和EcG6PD3在不同部位表达的分布模式相似,根部表达较少,绿色组织表达较多;EcG6PD2主要在根部表达,EcG6PD4在茎尖的表达量最高。此外还分析了EcG6PD1-4分别在4℃及不同温度、干旱、NaCl和ABA处理下的表达特性。结果表明,EcG6PD1-4基因的表达均显著表现出受到低温和干旱诱导;NaCl处理下,EcG6PD3的表达量略有上调,其他三个基因的表达量随NaCl处理时间变化不明显;ABA处理下,胞质型(EcG6PD1)基因的表达量无明显变化;质体型(EcG6PD2、EcG6PD3和EcG6PD4)基因表达被抑制,其中EcG6PD4基因在处理前6 h内表达被抑制,6 h以后表达量开始回升。(4)构建了EcG6PD1、EcG6PD2、EcG6PD3和EcG6PD4基因的超表达载体,通过农杆菌介导法转化拟南芥(Arabidopsis thaliana),获得了超表达体系的转基因拟南芥。对野生型拟南芥(WT)、EcG6PD1-4超表达体系拟南芥(G6PD1-4)以及EcG6PD1-4被抑制的T-DNA插入突变体拟南芥(g6pd1-4)进行对比,包括形态变化的鉴定和生理生化指标的测定。结果表明,超表达EcG6PD1-4的转基因组的长势均明显优于野生型和突变体。突变体g6pd2表现出叶片短而宽,呈椭圆形,而其余3组突变体与野生型拟南芥无明显表型变化。转基因组G6PD1-4较野生型拟南芥的低温半致死温度LT_(50)从-7.6℃分别降低到了-9.97℃、-9.78℃、-8.89℃、-8.99℃,而突变体拟南芥的LT_(50)与野生型无明显差异。除G6PD2外,其余3组转基因植株G6PD1、G6PD3和G6PD4的叶绿素相对含量和Fv/Fm值,相较野生型和突变体均有提升。转基因株系G6PD1-4的G6PDH酶活性分别提高到野生型的2.56、2.44、2.59和1.83倍,POD酶活性分别提升了61.2%、81.4%、59.7%和94%,SOD酶活性分别提升了32.5%、42.1%、23.5%和51.8%。此外,相关分析显示G6PDH酶活性与POD、SOD、叶绿素荧光参数以及LT_(50)存在显著相关,表明G6PDH的超表达能提高植株G6PDH酶活性,进而提高保护酶活性与光合能力,从而增强植株抵御逆境的能力。综上所述,赤桉G6PDH家族基因的表达受多种胁迫诱导,过量表达EcG6PDs基因提高了拟南芥的抗寒能力,且4个基因作用的模式各有不同。
【学位授予单位】:华南农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:Q55;Q78

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 林元震;张志毅;林善枝;;甜杨葡萄糖-6磷-酸脱氢酶基因的电子克隆及其功能预测[J];安徽农业科学;2009年29期
2 徐一兰;官春云;谭太龙;余龙喜;;油菜种子形成中含油量与其合成相关酶活性的变化及其相关性[J];作物学报;2008年10期
3 黄骥,王建飞,张红生,曹雅君,林长发,王东,杨金水;水稻葡萄糖-6-磷酸脱氢酶cDNA的电子克隆[J];遗传学报;2002年11期
4 朱根海,朱培仁;小麦抗冻性的季节变化以及温度对脱锻炼的效应[J];南京农业大学学报;1984年02期
5 莫惠栋;;Logistic方程及其应用[J];江苏农学院学报;1983年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 章明;鲍烨;方敏彦;;沟叶结缕草突变体抗寒性评价研究[J];浙江农业科学;2015年12期
2 银敏华;李援农;李昊;Yang Yang;徐袁博;张天乐;;垄覆黑膜沟覆秸秆促进夏玉米生长及养分吸收[J];农业工程学报;2015年22期
3 何伟;艾军;范书田;杨义明;王振兴;赵滢;乔永在;张亚凤;李晓燕;;葡萄品种及砧木抗寒性评价方法研究[J];果树学报;2015年06期
4 华建峰;杜丽娟;王莦丰;韩路弯;熊豫武;殷云龙;;混合盐胁迫对江苏省沿海常用绿化树种生长的影响及耐盐性评价[J];植物资源与环境学报;2015年03期
5 赵奇;范春丽;杨玉珍;李玉华;高飞飞;许芳;;电导法配合Logistic方程比较16种校园植物抗寒性[J];山东农业科学;2015年07期
6 王建强;杨丽;康凯丽;胡文曦;;5种草本花卉在武汉地区的耐寒性初探[J];园林科技;2015年02期
7 沈天垚;杜祥备;杨洪坤;张宇晓;郑宇飞;周治国;陈兵林;;麦棉两熟种植模式对棉仁脂肪及蛋白质代谢的影响[J];作物学报;2015年08期
8 林世锋;付强;余婧;赵杰宏;任学良;王仁刚;;烟草胞质6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因的克隆及表达分析[J];生物技术通报;2015年05期
9 杨洪强;田文仲;余四平;张学品;吴少辉;冯伟森;张园;张灿军;;不同播期小麦洛旱8号籽粒灌浆特性的研究[J];园艺与种苗;2015年05期
10 张晓勉;高智慧;李明良;岳春雷;袁信昌;吴敏霞;王泳;李贺鹏;陈斌;;无柄小叶榕耐寒性研究[J];浙江林业科技;2015年03期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 林元震;张志毅;林善枝;张谦;刘纯鑫;郭海;;运用基因组和EST数据库进行电子克隆分离杨树功能基因的策略[J];分子植物育种;2007年04期
2 武杰,李宝珍,谌利,唐章林,王正银,李加纳;不同施肥水平对甘蓝型黄籽油菜含油量的效应研究[J];中国油料作物学报;2004年04期
3 张子龙,王贵学,唐章林,谌利,李加纳;“渝黄1号”高含油量栽培综合农艺措施优化分析[J];西南农业大学学报(自然科学版);2004年04期
4 林元震,林善枝,张志毅,貊润翌,张蔚,郭睆,张谦;甜杨的组织培养和快速繁殖[J];植物生理学通讯;2004年04期
5 龙艳,牛应泽;我国油菜品质育种研究的进展与展望[J];四川农业大学学报;2002年04期
6 黄骥,王建飞,张红生,曹雅君,林长发,王东,杨金水;水稻葡萄糖-6-磷酸脱氢酶cDNA的电子克隆[J];遗传学报;2002年11期
7 黄骥,张红生,曹雅君,王东,王建飞,杨金水;一个新的水稻C2H2型锌指蛋白cDNA的克隆与序列分析[J];南京农业大学学报;2002年02期
8 张德礼,孙晓静,凌伦奖,陈润生,马大龙;人类SR蛋白超家族新成员——SFRS12(SRrp508)的基因克隆和特性分析[J];遗传学报;2002年05期
9 唐向荣,吴昊,贾明,余旭红,何玉科;水稻双链RNA结合蛋白同源基因OsRBP的克隆及其表达的分析[J];植物生理与分子生物学学报;2002年01期
10 闫世江,李加纳,唐章林;不同来源甘蓝型黄籽油菜品质性状的遗传分析[J];西南农业大学学报;2001年05期
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1 张远华;吴永富;周国福;吴兵;;尾赤桉组培繁殖技术研究[J];桉树科技;2008年01期
2 刘海龙,吴幼媚,王以红,蔡玲,陈红伟;韦赤桉继代培养基配方优化试验[J];广西林业科学;2005年03期
3 彭信海;耐寒赤桉组培无性系研究简报[J];湖南林业科技;2001年01期
4 周志艺;台湾省林业试验所研究开发基因转殖“赤桉树苗”技术获成功[J];国际造纸;2000年02期
5 陈永伶,龚斌;江西赤桉害虫的调查研究及防治措施[J];江西林业科技;1994年06期
6 林小凡;;赤桉优树选择研究[J];桉树科技;1993年01期
7 潘俊新;;土法处理后的赤桉木材用途广[J];云南林业;1987年01期
8 周文龙;;赤桉、刚果12号桉施肥效应的研究[J];热带林业科技;1987年04期
9 陈炳林;杨俊陶;;桉树抗旱性的初步研究[J];桉树科技;1988年02期
10 陈温舒;;赤桉木片用澳大利亚CSIRO的流化床中试装置生产木炭[J];林产化工通讯;1989年02期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 刘海龙;王以红;蔡玲;;影响尾赤桉组培苗生根率因素的研究[A];第三届广西青年学术年会论文集(自然科学篇)[C];2004年
2 汤勇华;;赤桉8号、2号无性系在闽东沿海山地适应性试验初报[A];2006浙江林业科技论坛论文集[C];2006年
3 涂登云;廖立;李重根;周桥芳;张少川;吴向阳;;热处理对尾赤桉木材物理力学性能的影响[A];第六届中国木材保护大会暨2012中国景观木竹结构与材料产业发展高峰论坛2012橡胶木高效利用专题论坛论文集[C];2012年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 张世忠;谈谈桉树的功过是非[N];楚雄日报(汉);2005年
2 本报记者 刘辉霞;怀化:桉树推广方兴未艾[N];湖南科技报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 陈太安;赤桉干燥预热处理与干燥流变特性的研究[D];南京林业大学;2004年
2 谷振军;赤桉木质素单体合成途径的基因家族研究[D];中南林业科技大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 程玲;赤桉EcaICE1与EcaHOS1、EcaSIZ1的蛋白互作研究[D];华南农业大学;2018年
2 张心菲;赤桉葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PDH)基因家族的表达与功能分析[D];华南农业大学;2016年
3 熊涛;赤桉种源和家系生长性状遗传变异与早期选择研究[D];广西大学;2018年
4 高灵;不同种源家系赤桉幼林抗风性研究[D];中南林业科技大学;2015年
5 范春节;尾赤桉再生体系及农杆菌介导的转基因体系研究[D];中国林业科学研究院;2008年
6 李彬;干热河谷赤桉和新银合欢人工林碳库特征及其固碳潜力研究[D];中国林业科学研究院;2013年
7 刘慧清;不同桉树种质对桉树枝瘿姬小蜂的抗性研究[D];海南大学;2012年
8 邓勇;江西耐寒桉树光合生理特性研究[D];江西农业大学;2011年
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