黃瓜(Cucumis sativus L.)反季節(jié)栽培時經(jīng)常遭遇低溫脅迫,研究其低溫響應機制將有助于創(chuàng)制黃瓜耐低溫栽培和育種的新方法。積累棉籽糖家族寡糖(RFOs)是植物抵御低溫脅迫的有效途徑之一,前期研究表明,黃瓜作為一種RFOs運輸型植物,低溫同樣會導致RFOs在葉片中積累,低溫解除后RFOs含量又逐步恢復至正常水平。但是,在低溫脅迫與解除過程中,RFOs合成與分解的生理過程并不清楚。水蘇糖合成酶(STS,EC.2.4.1.67)和α-半乳糖苷酶(EC 3.2.1.22)分別是催化水蘇糖合成與分解的關鍵酶。黃瓜葉片中存在3種不同的STS轉錄本和6種不同的α-半乳糖苷酶轉錄本,其中各STS轉錄本由同一基因編碼、通過選擇性剪切生成;而各α-半乳糖苷酶轉錄本則是由6個不同的基因所編碼。在低溫脅迫與解除過程中,這些轉錄本在RFOs合成與降解中的具體作用目前不清楚。為此,本試驗首先建立了特異鑒定3種STS轉錄本的方法,探明了這3種轉錄本的穩(wěn)定性及其受胞內(nèi)糖水平調(diào)節(jié)表達的特點,并在此基礎上研究了 STS與α-半乳糖苷酶各種轉錄本在黃瓜低溫脅迫與解除過程中的表達、酶活性及相關糖含量的變化。此外,前期研究表明黃瓜低溫脅迫后RFOs在液胞、細胞質(zhì)、葉綠體中均有積累,低溫解除后各亞細胞空間中的RFOs水平均逐步下降至正常水平。為探索各亞細胞空間中的RFOs分別由哪種α-半乳糖苷酶分解,本實驗還研究了各種α-半乳糖苷酶亞細胞定位。所得結果如下:1.本試驗建立的“3堿基錨定引物法”可特異鑒定3種STS轉錄本,保證在實時熒光RT—PCR反應中特異地區(qū)分3種轉錄本,為后續(xù)研究提供了有效實驗手段。2.黃瓜愈傷組織STS的表達豐度顯著低于葉片。黃瓜愈傷組織轉至無糖MS培養(yǎng)基后,3種STS轉錄本的表達量上升;將愈傷組織從無糖培養(yǎng)基再轉入蔗糖、棉籽糖、水蘇糖、半乳糖為碳源的MS培養(yǎng)基中,3種STS轉錄本的表達量下降;表明STS各轉錄本的表達受細胞內(nèi)糖水平的調(diào)節(jié)。放線菌素D抑制實驗結果表明,STS Ⅱ轉錄本的穩(wěn)定性顯著低于其他2種轉錄本。3.黃瓜葉片中STSⅠ、STS Ⅱ的表達豐度顯著高于STS Ⅲ,在黃瓜低溫適應過程中起主導作用。4℃低溫脅迫后,黃瓜葉片中各可溶性糖含量上升,3種STS轉錄本表達上調(diào),酶活性提高。結合愈傷組織的研究結果,表明該上調(diào)確為低溫所誘導,而不是糖水平上升所導致。恢復至常溫后,各可溶性糖含量下降,酸性α-半乳糖苷酶3基因(GAL3)、堿性α-半乳糖苷酶2和3基因(AGA2,AGA3 的表達上調(diào),GAL和AGA活性上升,表明這3個基因在溫度恢復后RFOs降解過程中起重要作用。4.亞細胞定位研究結果表明,GAL1與GAL2定位于細胞壁;GAL3主要分布于液胞;AGA1和AGA2主要分布于細胞質(zhì);AGA3則定位于葉綠體。結合前期研究結果,表明低溫解除后,GAL3、AGA2,AGA3分別在液胞、細胞質(zhì)和葉綠體中起降解RFOs的作用。
【學位單位】：揚州大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：S642.2
【部分圖文】：

‘?：；??圖２．２?５ＴＳ質(zhì)粒ＤＮＡ電泳圖??Ｆｉｇ?２．２?ＳＴＳ?ｐｉａｓｍｉｄｓ?ＤＮＡ?ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｅｒｏｇｒａｍ??注：ｈ?５７＾／質(zhì)粒ＤＮＡ；?２：?５Ｔ５７／質(zhì)粒ＤＮＡ；?３：?５７５／／／質(zhì)粒ＤＮＡ；??Ｎｏｔｅ：?１：?５７５／ｐｉａｓｍｉｄｓ?ＤＮＡ；?２：?５Ｔ５／／ｐｉａｓｍｉｄｓ?ＤＮＡ；?３：?ＳＴＳ?ＩＩＩ?ｐｉａｓｍｉｄｓ?ＤＮＡ??２．２．１．２水蘇糖合成酶質(zhì)粒ＤＮＡ線性化??由圖２．３可知，水蘇糖合成酶質(zhì)粒經(jīng)５＾１單酶切，所得條帶與預期大小（６０５５，?６１２０，??６１９２）接近，可進行下一步實驗操作。??姻??圖２．３水蘇糖合成酶質(zhì)粒線性化??Ｆｉｇ?２．３?Ｓｔａｃｈｙｏｓｅ?ｓｙｎｔｈａｓｅ?ｌｉｎｅａｒｉｚｅｄ?ｐｌａｓｍｉｄ?ＤＮＡ??Ｍ：標準ＤＮＡ分子量；１：未酶切質(zhì)粒ＤＮＡ；?２：?ＳＴＳ／質(zhì)粒酶切；３：?ＳｒＳ／／質(zhì)粒酶切；４：?５ＴＳ／／／??質(zhì)粒酶切??Ｍ：?ＤＮＡ?Ｍａｒｋｅｒ；?１?：?Ｕｎｄｉｇｅｓｔｅｄ?ｐｌａｓｍｉｄ?ＤＮＡ；?２：?Ｓｉｎｇｌｅ?ｅｎｚｙｍｅｓ?ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ?ａｎａｌｙｓｉｓ?ｏｆ?ＳＴＳ?／；?３：?Ｓｉｎｇｌｅ??ｅｎｚｙｍｅｓ?ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ?ａｎａｌｙｓｉｓ?ｏｆ?ＳＴＳ?ＩＩ；?４：?Ｓｉｎｇｌｅ?ｅｎｚｙｍｅｓ?ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ?ａｎａｌｙｓｉｓ?ｏｆ?ＳＴＳ?ＩＩＩ??２．２．１．３體外轉錄??參照?Ｔ７?ＲｉｂｏＭＡＸ？?Ｅｘｐｒｅｓｓ?Ｌａｒｇｅ?Ｓｃａｌｅ?ＲＮＡ?Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?Ｓｙｓｔｅｍ?（?Ｐｒｏｍｅｇａ）說明書，??得到沉？／、５ＴＯ／／、見Ｓ／／／效好較好

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２．２．２實時逄＿錨定引物特異性驗證??２．２．２．１?＊ＳＴ５７反轉錄引物的特異性驗證??由圖２．４可知，以沿＾／／為模板，以＊ｓｒｓ／－Ｒ為引物反轉錄，用＊ＳＪ１Ｓ熒光定量引物進行??ＰＣＲ，無條帶；以燈以／／為模板，以ＳｒＳＺ－Ｒ為引物反轉錄，用見？熒光定量引物進行ＰＣＲ，??無條帶；以燈Ｓ／為模板，以Ｗ－Ｒ為引物反轉錄，用熒光定量引物進行ＰＣＲ，有條??帶且與預期大小一致（ｉ５８ｂＰ）。由此可證明引物■ｓｒｓｙ－Ｒ的特異性。??２５〇－??圖２．４?反轉錄引物的特異性驗證??Ｆｉｇ．２．４?Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｐｅｃｉｆｉｃｉｔｙ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＳＴＳ?１?ＲＴ－ｐｒｉｍｅｒ??注：Ｍ：標準ＤＮＡ分子量；１：?ＳｒＳ／Ｊ為模板；２：?Ｓｒａ／／／為模板；３：?為模板??Ｎｏｔｅ：?Ｍ：?ＤＮＡ?Ｍａｒｋｅｒ；?１：?ＳＴＳ?ＩＩ?ａｓ?ａ?ｔｅｍｐｌａｔｅ；?２：?ＳＴＳ?ＩＩＩ?ａｓ?ａ?ｔｅｍｐｌａｔｅ；?３：?ＳＴＳ?／?ａｓ?ａ?ｔｅｍｐｌａｔｅ??２．２．２．２?＾７３７／反轉錄引物特異性驗證??由圖２．５可知，以ｓｒｓ／為模板，以■Ｓ７１Ｓ／／－Ｒ為引物反轉錄，用ｓｒｓ熒光定量引物進行??ＰＣＲ，無條帶；以ｓｒａ／／／為模板，以Ｓ；ＴＳ／／－Ｒ為引物反轉錄，用■ＳＨ熒光定量引物進行??ＰＣＲ，無條帶；以Ｓｒａ／／為模板，以見Ｓ／／－Ｒ為引物反轉錄，用熒光定量引物進行ＰＣＲ，??有條帶且與預期大小一致（１５８ｂｐ）�？勺C明引物Ｓ７Ｓ／／－Ｒ的特異性。??Ｍ?１?２?３??遽Ｓ１終麗，??
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本文編號：2882519