番茄C2H2型锌指蛋白生物信息学分析及抗逆相关基因鉴定

摘要

C2H2型锌指蛋白是锌指家族中最经典也是目前研究最为深入的一类锌指蛋白。该类锌指蛋白中具有在植物中特有的基序QALGGH，表明C2H2型锌指蛋白在植物的生长过程中发挥了重要的作用。此外，它还参与非生物胁迫和生物胁迫。本研究利用生物信息学方法和软件，对番茄基因组中C2H2家族成员进行全面鉴定挖掘，并对该家族进行了系统的生物信息学分析，同时对部分家族成员进行了组织特异性及逆境胁迫下的表达模式分析，为该家族基因的深入研究奠定基础，研究结果表明: 1番茄基因组共编码99个C2H2型锌指蛋白转录子基因，基于进化分析将这99个基因分成4组。将每个C2H2型锌指蛋白的物理性质相关数据如，分子质量、pI值和蛋白质长度进行了统计。分析了该家族蛋白的基因结构，并找到了15个基序。99个C2H2型锌指蛋白转录子基因中有96个不均等的分步在12条染色体上。分析得到了一些与胁迫相关、激素相关、组织特异性表达相关的启动子序列。 2将全家族99个基因进行因物设计，并最终成功设计出21个家族成员的引物序列。对21个典型的C2H2型锌指蛋白转录子基因进行组织特异性表达模式分析，结果表明，SlZF-24和SlZF-28在根中表达量高，SlZF-6和SlZF-13在花中有较高的表达量，推测这些基因可能与相应的器官发育有关。此外，还对这些基因在干旱、盐和冷胁迫条件下的胁迫响应进行了分析，发现许多基因不只响应一种胁迫处理，如SlZF-6和SlZF-67在三种胁迫下上调表达，而SlZF-20的表达量会受到这三种胁迫处理的抑制。这21个基因中有15个基因会在一种或多种逆境胁迫下发生表达量变化。 3根据胁迫处理下基因的差异性，将在一种或多种胁迫处理下基因表达量呈单一上升或递减趋势的基因作为沉默候选基因，最终成功构建了pTRV2-SlZF-36沉默载体并转化至番茄植株体内，获得SlZF-36基因沉默植株，对转化植株进行胁迫处理下的表达量及生理指标的分析表明:SlZF-36基因的沉默降低了番茄植株的抗旱能力。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 研究的目的与意义

1．2 文献综述

1．2．1 C2H2型锌指蛋白的概念与结构

1．2．2 C2H2型锌指蛋白的分类

1．2．3 C2H2型锌指蛋白的功能

1．2．4 番茄中的C2H2型锌指蛋白

2 材料与方法

2．1 番茄C2H2型锌指蛋白家族生物信息学的分析

2．1．1 番茄C2H2型锌指蛋白家族成员的鉴定和进化分析

2．1．2 番茄C2H2型锌指蛋白基因结构和基序分析

2．1．3 番茄C2H2型锌指蛋白基因染色体定位

2．1．4 番茄C2H2型锌指蛋白基因顺式作用元件分析

2．2．1 植物材料和胁迫处理

2．2．3 营养液的配制

2．2．3 RNA的提取和反转录

2．3 番茄C2H2型锌指蛋白基因SlZF-36 VIGS分析

2．3．1 pTRV2：SlZF-36沉默载体构建

2．3．2 番茄植株侵染

2．3．3 SlZF-36沉默植株鉴定

2．3．4 SlZF-36沉默植株胁迫处理及基因表达量检测

2．4 胁迫植株的相关生理指标的测定

2．4．1 丙二醛(MDA)活性检测

2．4．2 过氧化物酶(POD)活性检测

2．4．3 气孔观察

2．4．5 叶绿素荧光参数检测

3 结果与分析

3．1 番茄C2H2型锌指蛋白家族生物信息学的分析

3．1．1 番茄C2H2型锌指蛋白家族成员鉴定及进化分析

3．1．2 番茄C2H2型锌指蛋白基因结构和基序分析

3．1．3 番茄C2H2型锌指蛋白基因染色体定位

3．1．4 番茄C2H2型锌指蛋白基因顺式作用元件分析

3．2 番茄C2H2型锌指蛋白基因组织特异性表达分析

3．2．1 植物组织取样结果

3．2．2 RNA提取结果

3．2．3 组织特异性表达分析

3．3 番茄C2H2型锌指蛋白基因在胁迫处理下荧光定量表达分析

3．3．1 胁迫处理下番茄叶片总RNA提取

3．3．2 胁迫处理基因的表达分析

3．4 pTRV2：SlZF-36基因沉默载体的构建及农杆菌侵染

3．4．5 PDS沉默结果

3．4．6 SlZF-36沉默植株胁迫处理表型观察结果

3．5 SlZF-36沉默植株和空载对照植株胁迫处理基因表达量检测

3．6 SlZF-36沉默植株相关生理指标的测定

3．6．1 丙二醛(MDA)活性检测

3．6．2 过氧化物酶(POD)活性检测

3．6．3 气孔观察

3．6．4 活性氧检测

3．6．5 叶绿素荧光参数检测

4 讨论

4．1 番茄C2H2型锌指转录因子家族生物信息学分析

4．2 番茄C2H2型转录因子家族基因表达分析

4．3 番茄SlZF-36基因沉默载体遗传转化分析

5 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文