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基因鉴定与功能分析

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摘要ABA 是一种天然的、植物自身合成的关键激素,广泛存在于高等植物的各组织器官中,参与调控植物生长发育的各个方面,包括:种子的生长休眠与发芽,幼苗的生长,叶片的衰老等。同时,ABA 也是一种抗胁迫激素,响应各种生物和非生物胁迫,如:干旱,盐碱,低温冷害等。茶树作为我国重要的园艺作物之一,是多年生喜温喜湿常绿植物,耐旱性较弱。干旱缺水对茶树的正常生长及茶叶产量、品质有严重的影响。且随着世界气候的恶劣情况,这一问题愈发严重。因此培育耐旱茶树品种是应对干旱胁迫最主要的措施之一。但茶树抗逆机制的研究还处于初步阶段,对于茶树抗逆相关基因的了解和认识还在初步阶段。而 ABA 作为一种抗胁迫激素,被运用到提高植物抵御逆境胁迫的能力上来。本论文通过研究茶树 ABA 信号转导家族CsPYLs/PP2CAs/SnRK2s 基因家族的表达模式、在逆境胁迫中的表达模式、相互之间的互作关系来更好的诠释和解析茶树 ABA 信号转导通路,为寻找和改造抗逆新品种,以提高作物产量提供理论依据,具有重要的理论与实践意义。本文基于茶树基因组数据库 TPIA,对茶树中的 ABA 受体及信号转导家族,PYR/PYL/RCAR 基因家族,PP2CA 基因家族,SnRK2 基因家族成员进行了鉴定与分析,其中发现有 3 个 CsPYL 基因(CsPYL11-13)有缺失,被认为是假基因。分析了 CsPYLs/PP2CAs/SnRK2s 三个基因家族的基本功能以及在不同组织器官、多种非生物胁迫(干旱、盐碱、低温冷害)下的表达模式;分析了干旱处理下,不同茶树品种 CsPYLs/PP2CAs/SnRK2s 基因家族的表达模式;分析了外源添加ABA 后的表达模式并根据此结果建立茶树 ABA 信号转导路线图,并对部分基因进行了克隆,利用酵母双杂交技术检测 CsPYLs/PP2CAs/SnRK2s 家族蛋白的互作情况,初步探究了 ABA 信号在茶树内的转导过程。主要研究结果如下:1) 利用茶树基因组数据库,鉴定出了 15 个茶树 CsPYLs 基因,8 个茶树 PP2CAs 基因,8 个茶树 SnRK2s 基因,分别命名为 CsPYL 1-15,CsPP2CA1-8,CsSnRK2.1-8。根据基因结构与系统进化树分析,CsPYLs 划分为 3 组,CsPP2CAs 划分为 2 组,CsSnRK2s 划分为3 组。三个家族在不同组织器官均有表达,且表现出差异性 。CsPYLs 家族中 CsPYL4 在成熟叶及根茎中表达量高,CsPYL5 在嫩叶及花中表达量较高,而 CsPYL9 在种子中表达量较高;CsPYL1-2,14-15 在 所 有 组 织 器 官 中 表 达 量 都 低 ...

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