西瓜非生物胁迫响应R2R3MYB转录因子基因鉴定

【摘要】MYB类转录因子家族是植物中最大的转录因子家族之一,参与了细胞分化、激素和环境因子应答等生物过程,并对次生代谢、花色素形成过程以及叶片等器官形态建成具有重要的调节作用。西瓜是重要的蔬菜作物,西瓜基因组测序的完成为揭示MYB家族转录因子在西瓜生长发育过程中的调控作用奠定了坚实的基础。本文以西瓜基因组测序材料97103(C.lanatus(Thunb.)Matsum.&Nakaivar.lanatus)为试验材料,通过生物信息学的方法,在全基因组水平上对西瓜R2R3MYB转录因子基因家族进行了鉴定和分类；分析了其基因结构、蛋白质结构域特征、系统进化关系、染色体定位；利用RT-PCR技术研究R2R3MYB转录因子家族在非生物胁迫下的基因表达,包括低温、干旱、盐和ABA；克隆了MYB转录因子基因C1MYB55,与植物表达载体PBI121构建超量表达载体。同时以本实验室保存的野生西瓜W001为试验材料,对西瓜再生体系和遗传转化体系进行了优化。主要实验结果如下：1、利用隐马尔科夫模型、西瓜基因组数据库,在全基因组上鉴定出西瓜MYB家族基因234个,其中R2R3MYB类转录因子基因79个。西瓜79个R2R3MYB基因不均匀的分布在西瓜11条染色体上,其中第2、3、6、10条染色体上分布较多,多在首尾两端,中间分布较少；西瓜MYB基因含有的外显子数量在1-4之间,76%的基因含有3个外显子。而在不同长度的外显子中,有2种外显子在结构和分布上高度保守,大小分别为130bp和133bp,分布在基因两端；多序列联配比对结果显示这些转录因子都含有完整的R2、R3结构域,其中R3的第一个色氨酸大部分被苯丙氨酸取代。2、用RT-PCR技术分析了60个西瓜R2R3MYB转录因子家族基因在低温、干旱、ABA和盐胁迫下根和叶中的表达,共有42个基因检测到表达,其中5个基因不受胁迫诱导而稳定表达,37个基因参与胁迫响应。2个基因在叶中同时参与低温、干旱、ABA和盐4种非生物胁迫响应,21个基因同时参与2-3种非生物胁迫响应,14个基因特异性只参与1种非生物胁迫响应。叶和根中响应低温胁迫的基因有16个,响应干旱胁迫的基因有18个,响应ABA胁迫的基因有20个,响应盐胁迫的基因有15个。3、以5d左右苗龄的野生西瓜W001的无菌苗子叶为外植体,筛选了芽诱导最适培养基,并对伸长培养基和生根培养基进行了优化。结果表明,当BA浓度为1mg/L时,外植体的诱导率最高,平均每个外植体的丛生芽数达6个；再生芽在MS+KT(0.1、0.2、0.3mg/L)三种伸长培养基中都能正常伸长；最佳生根培养基为MS+NAA0.05mg/L,生根率达62%。初步建立适用于野生西瓜遗传转化的子叶再生系统。4、根据ClMYB55转录因子基因序列,设计特异引物,以西瓜97103幼苗为材料,克隆了ClMYB55转录因子基因的全长cDNA和CDS序列。并将ClMYB55基因的CDS序列和植物表达载体PBI121连接,构建了35S::ClMYB55超量表达载体,命名为PBI55。5、利用正交法,以野生西瓜子叶外植体为试验材料,通过检测GUS瞬时表达率,对农杆菌介导的西瓜遗传转化体系进行了优化。结果表明,野生西瓜遗传转化优化体系包括：子叶外植体预培养时间为2d、菌液浓度(OD600)为1.0、侵染时间为15min、共培养时间为4d。
【作者】赵爽；
【导师】别之龙；
【作者基本信息】华中农业大学，设施园艺，2014，硕士
【关键词】西瓜；MYB家族；转录因子；基因表达；基因克隆；遗传转化；

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