蒺藜苜蓿R2R3-MYB轉(zhuǎn)錄因子的發(fā)掘及其對(duì)非生物脅迫反應(yīng)研究.pdf

1、隨著環(huán)境條件的惡化，全球植物生產(chǎn)正遭受著嚴(yán)重的非生物脅迫的威脅，如寒冷脅迫、干旱脅迫、鹽脅迫等，如何發(fā)掘植物中抗逆基因資源成為植物遺傳育種領(lǐng)域亟需解決的重要問題。近年來，研究表明:轉(zhuǎn)錄因子廣泛地參與植物生長(zhǎng)發(fā)育、激素調(diào)控以及非生物脅迫響應(yīng)等過程，是植物功能基因組學(xué)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。蒺藜苜蓿是豆科苜蓿屬的一年生二倍體植物，具有基因組小、自花授粉可育、且遺傳轉(zhuǎn)化效率高等優(yōu)點(diǎn)，迅速成為豆科研究的模式植物，特別是在牧草（紫花苜蓿）遺傳育種領(lǐng)域中。

2、隨著蒺藜苜蓿基因組測(cè)序的完成，研究人員開始利用蒺藜苜?；蚪M發(fā)掘和鑒定優(yōu)異基因功能。本研究將利用蒺藜苜?；蚪M數(shù)據(jù)，應(yīng)用生物信息學(xué)方法從中發(fā)掘和鑒定出植物最大轉(zhuǎn)錄因子家族之一的R2R3-MYB轉(zhuǎn)錄因子家族的成員，并系統(tǒng)分析該基因家族成員的系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系和表達(dá)模式等信息，為確定其功能奠定基礎(chǔ)。同時(shí)對(duì)蒺藜苜蓿進(jìn)行非生物脅迫轉(zhuǎn)錄組研究，發(fā)掘蒺藜苜蓿中抗逆反應(yīng)相關(guān)的優(yōu)異基因資源，整合現(xiàn)有蒺藜苜蓿基因調(diào)控信息，解析R2R3-MYB轉(zhuǎn)錄因子的基因調(diào)控

3、機(jī)制，為進(jìn)一步明確這些基因功能提供重要參考。主要取得研究成果如下:
　　1.蒺藜苜蓿R2R3-MYB轉(zhuǎn)錄因子的發(fā)掘與分析
　　本研究利用BLAST搜索和結(jié)構(gòu)域確認(rèn)的雙重搜索方法，從蒺藜苜蓿基因組中發(fā)掘了150個(gè)R2R3-MYB轉(zhuǎn)錄因子成員。同時(shí)，整合擬南芥等模式植物已知的MYB轉(zhuǎn)錄因子信息，完成蒺藜苜蓿R2R3-MYI3轉(zhuǎn)錄因子的基因結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)進(jìn)化分析等。最后，利用公共數(shù)據(jù)庫(kù)中蒺藜苜?；蛐酒瑪?shù)據(jù)和轉(zhuǎn)錄組測(cè)序數(shù)據(jù)，確定了R2

4、R3-MYB轉(zhuǎn)錄因子成員的表達(dá)模式，為明確它們的基因功能提供了重要的參考。
　　2.蒺藜苜蓿的非生物脅迫轉(zhuǎn)錄組測(cè)序研究
　　對(duì)蒺藜苜蓿進(jìn)行非生物學(xué)脅迫實(shí)驗(yàn)，包括6個(gè)實(shí)驗(yàn)組（對(duì)照組、低溫脅迫、寒冷脅迫、滲透脅迫、鹽脅迫和ABA處理脅迫），進(jìn)行非生物脅迫轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，獲得135M(百萬)條序列。通過基因差異表達(dá)分析，總共獲得3360個(gè)差異表達(dá)基因，涉及低溫脅迫、寒冷脅迫、滲透脅迫、鹽脅迫以及ABA激素。對(duì)這些差異表達(dá)基因進(jìn)行功能注

5、釋后發(fā)現(xiàn)，它們?cè)诨虮磉_(dá)轉(zhuǎn)錄調(diào)控、氧化還原反應(yīng)、激素響應(yīng)等非生物脅迫相關(guān)的注釋信息中富集，表明它們可能通過這些生物學(xué)過程調(diào)控蒺藜苜蓿對(duì)非生物脅迫響應(yīng)的過程。最后，選擇10個(gè)R2R3-MYB轉(zhuǎn)錄因子進(jìn)行了qRT-PCR表達(dá)驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)果與轉(zhuǎn)錄組測(cè)序結(jié)果相關(guān)性達(dá)到0.85(平均相關(guān)系數(shù))，表明本研究的轉(zhuǎn)錄組測(cè)序檢測(cè)結(jié)果可靠。
　　3.蒺藜苜蓿R2R3-MYB轉(zhuǎn)錄因子的分子調(diào)控機(jī)制研究
　　收集蒺藜苜?；蛘{(diào)控信息，整理并獲得蒺藜