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1、分類(lèi)號(hào)：密級(jí)：學(xué)號(hào)：2010207015單位代碼：10759石河子大學(xué)博士學(xué)位論文棉花逆境脅迫應(yīng)答Trihelix轉(zhuǎn)錄因子的鑒定及功能分析學(xué)位申請(qǐng)人李月孫杰教授指導(dǎo)教師謝宗銘研究員申請(qǐng)學(xué)位門(mén)類(lèi)級(jí)別農(nóng)學(xué)博士學(xué)科、專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)作物遺傳育種植物重要農(nóng)藝性狀基因研究方向克隆與功能研究所在學(xué)院農(nóng)學(xué)院中國(guó).新疆.石河子2013年6月CharacterizationandFunctionalAnalysisofTrihelixTranscriptionFactorsResponsivetoAbioticStressesinCottonADissertationSubmittedt
2、oShiheziUniversityInPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofDoctorofAgricultureByLiYue(CropBreedingandGenetics)DissertationSupervisor:Prof.SunJieProf.XieZong-mingJune,2013石河子大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明及使用授權(quán)聲明學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人所呈交的學(xué)位論文是在我導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含其他個(gè)人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研
3、究成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示謝意。研究生簽名：時(shí)間：年月日使用授權(quán)聲明本人完全了解石河子大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，學(xué)校有權(quán)保留學(xué)位論文并向國(guó)家主管部門(mén)或指定機(jī)構(gòu)送交論文的電子版和紙質(zhì)版。有權(quán)將學(xué)位論文在學(xué)校圖書(shū)館保存并允許被查閱。有權(quán)自行或許可他人將學(xué)位論文編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)提供檢索服務(wù)。有權(quán)將學(xué)位論文的標(biāo)題和摘要匯編出版。保密的學(xué)位論文在解密后適用本規(guī)定。研究生簽名：時(shí)間：年月日導(dǎo)師簽名：時(shí)間：年月日棉花逆境脅迫應(yīng)答Trihelix轉(zhuǎn)錄因子的鑒定及功能分析摘要1.研究目的植物在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中面臨的各種不利的環(huán)
4、境脅迫，包括生物脅迫和非生物脅迫（高鹽、干旱、低溫等），都對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育和生產(chǎn)力造成影響。非生物脅迫是導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)的主要原因，農(nóng)作物平均產(chǎn)量損失超過(guò)50%。在作物基因工程改良中，增加一個(gè)關(guān)鍵的轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控能力，能同時(shí)激活多個(gè)抗逆功能基因表達(dá)，從而能夠提高作物綜合抗逆性。Trihelix轉(zhuǎn)錄因子是植物特有的轉(zhuǎn)錄因子，在植物逆境信號(hào)傳遞過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，能與其順式作用元件結(jié)合，啟動(dòng)抗逆相關(guān)基因的表達(dá)，增強(qiáng)植物的逆境耐受性。棉花既是主要的纖維作物，也是重要的油料作物，干旱、鹽堿、低溫等非生物逆境，不僅限制其生長(zhǎng)，而且還影響其產(chǎn)量及纖維品質(zhì)，給棉花生產(chǎn)造成極大
5、損失。因此，研究棉花的耐逆分子機(jī)制將為利用轉(zhuǎn)基因手段改良棉花抗逆性奠定基礎(chǔ)。本論文基于棉花EST公開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)，鑒定和克隆非生物脅迫應(yīng)答trihelix-GT基因并解析其生物學(xué)功能。2.研究方法與結(jié)果通過(guò)BLAST分析比對(duì)的方法，從棉花EST數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得28個(gè)GT基因，命名為GhGT1-26、GhGT29和GhGT30。以陸地棉品種新陸早26號(hào)為材料，利用RT-PCR和qPCR分析了28個(gè)基因在干旱、鹽、冷和ABA處理下的表達(dá)譜，確定GhGT7、11、18、23、26、29和30基因?yàn)楹蜻x基因。通過(guò)cDNA末端快速擴(kuò)增技術(shù)（Rapidamplificationofc
6、DNAEnds，RACE）克隆這7個(gè)基因的全長(zhǎng)序列。根據(jù)推測(cè)的蛋白結(jié)構(gòu)域和保守的氨基酸殘基，將這7個(gè)基因進(jìn)行分類(lèi)：GhGT7和GhGT30蛋白屬于GT-2類(lèi)亞家族，GhGT11和GhGT23屬于SIP1，GhGT26屬于GT-1，GhGT29屬于SH4類(lèi)，GhGT18推測(cè)屬于MYB類(lèi)。qPCR分析表明，7個(gè)基因在棉花各組織都有表達(dá)，但表達(dá)模式不一樣。GhGT7基因在葉片中的表達(dá)量最高；GhGT11基因在胚珠中的表達(dá)量最高，在花中表達(dá)量最低；GhGT18基因在胚珠中的表達(dá)高于其它組織；GhGT23基因在纖維中的表達(dá)量明顯高于根、莖、葉、花和胚珠；GhGT26、29
7、、30這3個(gè)基因在花和纖維中的表達(dá)量最高，在根中的幾乎檢測(cè)不到。通過(guò)擬南芥原生質(zhì)體和洋蔥表皮細(xì)胞的亞細(xì)胞定位分析表明，GhGT7、11、18、23、26、29、30基因編碼的蛋白都定位在細(xì)胞核內(nèi)。擬南芥原生質(zhì)體系統(tǒng)分析GhGT7、18、23、29基因的轉(zhuǎn)錄活性表明：GhGT29蛋白具有轉(zhuǎn)錄激活活性，GhGT18蛋白具有轉(zhuǎn)錄抑制活性，GhGT7和23沒(méi)有檢測(cè)到轉(zhuǎn)錄激活活性。凝膠阻滯（EMSA）分析發(fā)現(xiàn)，GhGT7、11、23和26蛋白既能結(jié)合GT元件也能和MYB元件結(jié)合，GhGT7蛋白可以結(jié)合GT元件GT-1box、GT2-Box、GT-3b和MYB元件MBS1、
8、MRE1、MRE3、MR
