發(fā)布時間：2017-11-07 02:33

  本文關鍵詞：油椰子NAC基因家族特征及其在非生物逆境脅迫下的表達分析

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【摘要】：NAC家族成員數(shù)量眾多,是一種植物所特有的且主要存在于陸生植物中的轉(zhuǎn)錄因子家族,在植物生長發(fā)育過程中發(fā)揮了多種生物功能,例如參與植物激素應答、響應多種逆境脅迫反應等。本文以中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院椰子研究所培育的海南本地油椰子(Elaeis guineensis)幼苗為研究材料,以油椰子中的NAC轉(zhuǎn)錄因子家族為研究對象進行了研究。開展了生物信息學分析、實時定量PCR分析及其發(fā)生的選擇性剪切分析等三個方面來研究其結(jié)構特點和生物學功能。主要實驗內(nèi)容如下：1.多重序列比對、構建系統(tǒng)發(fā)生樹,對中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院椰子研究所生物技術研究室測序所得的82個油椰子NAC基因序列進行搜索比對獲得基因組全長序列,之后進行序列比對并構建系統(tǒng)發(fā)生樹。結(jié)果顯示82個油椰子NAC轉(zhuǎn)錄因子可分為Ⅰ-Ⅵ共6個亞家族,每個亞家族也各有不同。其中第Ⅰ亞家族所包含的油椰子NAC基因最多,有28個,占全部基因的34.15%；第V亞家族所包含的油椰子NAC基因最少,只有6個,占全部基因的7.32%。對82個油椰子NAC基因的蛋白氨基酸序列進行保守區(qū)域搜索,確定所有油椰子NAC基因的蛋白全部為NAM超家族蛋白并且都具有特異性的NAM保守結(jié)構域,所有序列結(jié)構域模型均為pfam02365模型,區(qū)域靠近N端,符合NAC轉(zhuǎn)錄因子N端高度保守的特點。對82個油椰子NAC基因進行結(jié)構分析、染色體定位。2.對通過PCR擴增篩選出的32條對逆境有所響應基因進行實時熒光定量PCR。發(fā)現(xiàn)有21個油椰子NAC基因在響應冷、旱、鹽三種脅迫時的四個反應階段中其基因表達量都總體表現(xiàn)出上升的趨勢,占所有基因的65.63%。在這些表達量總體表現(xiàn)出上升趨勢的NAC基因中：冷處理中在24h時基因表達量達到最高的基因最多,有10個；旱處理中在48h時基因表達量達到最高的基因最多,有23個；鹽處理中在48h時基因表達量達到最高的基因最多,有12個。這些實驗結(jié)果展現(xiàn)了NAC家族基因與油椰子的逆境脅迫關聯(lián)密切,也可能響應逆境信號分子,誘導相關蛋白的表達,抵御脅迫。3.82個油椰子NAC基因中有20個基因共發(fā)生了33個不同的選擇性剪切。利用這33個剪切方式的基因全長序列設計引物,并用三種脅迫處理過的油椰子cDNA進行PCR擴增,結(jié)果發(fā)現(xiàn)EgNAC06和EgNAC45發(fā)生的剪切方式在冷、旱、鹽三種脅迫的每個處理時間段都表現(xiàn)出了明顯的不同的擴增條帶；基因EgNAC22的第二個選擇性剪切方式和基因EgNAC33的第二個選擇性剪切方式在冷、旱、鹽三種脅迫的部分處理時間段表現(xiàn)出了明顯的不同的擴增條帶；而剩下基因發(fā)生的剪切方式在冷、旱、鹽三種脅迫的所有處理時間段都沒有表現(xiàn)出明顯不同的擴增條帶。這些結(jié)果說明了發(fā)生的這些選擇性剪切大部分可能并沒有影響和改變油椰子NAC基因在響應冷、旱、鹽等三種脅迫時的功能和作用,這些增加的選擇性剪切轉(zhuǎn)錄本可能是無義轉(zhuǎn)錄本。以上所有分析與實驗的結(jié)果表明,油椰子在遭受到冷、旱、鹽等非生物脅迫的時候NAC轉(zhuǎn)錄因子可能會參與到相應的脅迫響應信號通路中,并且通過調(diào)節(jié)這些基因在油椰子中的相對表達量來達到增強油椰子對逆境脅迫的抵抗能力。因此,在油椰子響應非生物脅迫的過程中,油椰子NAC轉(zhuǎn)錄因子可能參與到調(diào)控其逆境脅迫相關基因表達的反應機制中,并且發(fā)揮了一定的作用。本實驗的研究內(nèi)容為油椰子NAC轉(zhuǎn)錄因子在逆境反應中的調(diào)控作用以及調(diào)節(jié)機制等的進一步研究提供了一定的理論依據(jù),具有一定的實際意義。
【學位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S565.9

【參考文獻】

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1 孟雙;徐沖;陳麗媛;陳杰;;生物信息學在生物學研究領域的應用[J];微生物學雜志;2011年01期

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本文編號：1150480