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《中国科学院武汉植物园》 2017年
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VaWRKY55在山葡萄低温和干旱胁迫响应中的功能研究

SOSPETER KARANJA KARUNGO  
【摘要】:非生物胁迫(如低温和干旱)能够通过改变外部环境导致农作物大量减产并限制作物的生长和地理分布。在中国,葡萄是一种重要的果树作物,然而,生产上常用的栽培品种极易遭受低温和干旱胁迫的影响。本实验室前期研究表明WRKY转录因子可能参与了葡萄对低温和干旱胁迫的响应,但是其作用机理仍不清楚。本研究以高抗寒旱的山葡萄为材料,克隆了一个冷胁迫响应的WRKY转录因子基因VaWRKY55,进行VaWRKY55在低温和干旱胁迫条件下的表达模式分析,并通过在拟南芥中过表达VaWRKY55对其功能进行了研究,揭示了调控抗旱性的可能机理。同时通过转录组测序研究VaWRKY55可能参与的抗旱信号通路。取得的主要结果如下:1.依据'黑比诺'葡萄参考基因组序列设计引物克隆了Va WRKY55的编码区序列。序列比对分析表明,VaWRKY55与参考基因组中VvWRKY55的蛋白序列相似度高达92%。利用定量RT-PCR分析VaWRKY55在山葡萄低温和干旱处理下的表达变化,发现VaWRKY55能快速响应低温和干旱,表明其可能在山葡萄低温和干旱胁迫响应过程中起作用。2.构建了以35S为启动子的VaWRKY55过表达载体并转化了拟南芥,获得了 3个T4代转基因株系。表型分析结果表明,在低温条件下,只有一个过表达VaWRKY55的拟南芥植株成活率略显著高于野生型;而所有3个转基因植株在干旱条件下的成活率均显著高于野生型,表明VaWRKY55确实能够参与到植株对干旱胁迫的响应并提高植株的抗旱性。3.生理生化和结构特异性分析表明,和野生型相比,转基因拟南芥在干旱胁迫条件下与可溶性糖和脯氨酸含量升高、过氧化氢和电解质渗透率降低;且转基因植物拥有更低的气孔密度。因此,VaWRKY55可能通过改变转基因拟南芥的叶表面结构和生理反应来增强植株的抗旱性。4.利用转录组测序分析了过表达VaWRKY55调控抗旱性的作用机制。和野生型相比,在干旱处理后,茉莉酸合成以及信号通路相关基因如AtAOC1,AtAOC2,AtAOS,AtLOX2,At3G05727和AtPDF1.2在过表达植株中明显上调表达。此结果表明VaWRKY55可能通过茉莉酸信号通路来提高转基因拟南芥的抗旱性。
【学位授予单位】:中国科学院武汉植物园
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:Q945.78

【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 Su-rui Wu;Ke Gao;Xuan Liu;Jiao Xu;Jian-he Wei;Chun Sui;;Identification of WRKY Transcription Factors Related to Saikosaponin Biosynthesis in Adventitious Roots of Bupleurum chinense[J];Chinese Herbal Medicines;2017年02期
2 王秋丽;杨云强;杨永平;;紫花针茅WRKY53基因的克隆、序列分析及功能鉴定[J];植物科学学报;2016年06期
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4 蒋园;朱玉球;高燕会;斯金平;;铁皮石斛WRKY5基因的克隆与表达分析[J];中草药;2016年02期
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9 肖莹;刘君;刘晓颖;范宝莉;王振英;;栽培小麦Brock中转录因子基因WRKY的克隆与表达分析[J];天津农业科学;2015年02期
10 赵曾强;韩泽刚;李会会;李潇玲;张析;张薇;;棉花GhWRKY44基因的克隆与表达分析[J];西北植物学报;2015年01期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 ;Cloning and analysis of expression profile of 13 WRKY genes in rice[J];Chinese Science Bulletin;2004年20期
【相似文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 SOSPETER KARANJA KARUNGO;VaWRKY55在山葡萄低温和干旱胁迫响应中的功能研究[D];中国科学院武汉植物园;2017年
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