南京林业大学学报(自然科学版) ›› 2019, Vol. 43 ›› Issue (01): 25-31.doi: 10.3969/j.issn.1000-2006.201808050
张 宇,陈 肃,高 源,黄海娇*
出版日期:
2019-01-28
发布日期:
2019-01-28
基金资助:
ZHANG Yu, CHEN Su, GAO Yuan, HUANG Haijiao*
Online:
2019-01-28
Published:
2019-01-28
摘要: 【目的】为了研究BpMYB4基因在冷胁迫反应中的功能,对其进行了白桦转化试验。【方法】采用定量PCR技术对BpMYB4基因在白桦的根、茎、叶、木质部、芽、茎段等18个组织部位的表达模式进行分析,然后克隆构建PGWB2-BpMYB4植物过表达载体,通过农杆菌介导法进行白桦合子胚的遗传转化,采用PCR和荧光定量PCR技术检测转基因白桦株系中BpMYB4基因的相对表达量,最后采用分光光度计法对BpMYB4转基因白桦进行了8项生理指标的测定。【结果】相对于芽的表达量,BpMYB4基因在第3片叶的叶脉和第1片叶与第2片叶之间嫩茎的表达量最高; 白桦的遗传转化总共获得了13个过表达株系,且BpMYB4基因已经成功整合到白桦基因组上,定量结果发现MYB-8、MYB-11、MYB-12转基因白桦中BpMYB4基因的表达量相对于非转基因对照株系(NT)上调幅度最大; 在低温胁迫下,过量表达BpMYB4基因提高了白桦的超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、花青素(OPC)含量、过氧化氢酶活性(CAT)、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和脯氨酸(PRO)含量,同时降低了转基因白桦的丙二醛(MDA)的含量。【结论】BpMYB4转基因白桦在低温胁迫下能够产生具有保护作用的物质,具有一定的抵抗低温的能力,因此,可以将其培育成抗冻优选株系。
中图分类号:
张宇,陈肃,高源,等. BpMYB4基因在白桦中的遗传转化及低温胁迫应答反应[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2019, 43(01): 25-31.
ZHANG Yu, CHEN Su, GAO Yuan, HUANG Haijiao. Functional study of BpMYB4 in birch response to low temperature stress[J].Journal of Nanjing Forestry University (Natural Science Edition), 2019, 43(01): 25-31.DOI: 10.3969/j.issn.1000-2006.201808050.
[1] 吉林省人社厅引智项目管理处. 高寒地区优良林木品种的引进及利用[J]. 劳动保障世界, 2017(31):37. DOI: 10.3969/j.issn.1007-7243.2017.31.024. Jilin Provincial Department of Human Resources and Social Security. Introduction Project Management Office. Introduction and utilization of fine tree species in alpine regions[J]. Labor Security World, 2017(31):37. [2] 刘建芳, 周瑞莲, 赵梅. 作物抗冻机理及抗冻基因研究进展[J]. 鲁东大学学报(自然科学版), 2010, 26(3):258-265. DOI: 10.3969/j.issn.1673-8020.2010.03.017. LIU J F, ZHOU R L, ZHAO M. Progress in crops mechanism of freezing tolerance and antifreeze gene[J]. Ludong University Journal(Natural Science Edition), 2010, 26(3):258-265. [3] 乌凤章. 白桦低温胁迫响应与叶绿体RNA结合蛋白的蛋白质组学研究[D]. 哈尔滨:东北林业大学, 2008. WU F Z. Proteomic analysis of low temperature tress responses and chloroplast RNA binding proteins in Betula platyphlla[D]. Harbin: Northeast Forestry University, 2008. [4] 陈清, 汤浩茹, 董晓莉, 等. 植物Myb转录因子的研究进展[J]. 基因组学与应用生物学, 2009, 28(2):365-372. DOI:10.3969/gab.028.000365. CHEN Q, TANG H R, DONG X L, et al. Progress in the study of plant Myb transcription factors[J]. Genomics and Applied Biology, 2009, 28(2): 365-372. [5] 杜海. 植物MYB转录因子家族的分子进化机制及调控类黄酮生物合成MYB基因的鉴定[D]. 成都:四川农业大学, 2013. DU H. Molecular evolution of MYB transcription factor gene family in plants and characterization of the MYB genes involved in flavonoid biosynthesis [D]. Chengdu: Sichuan Agricultural University, 2013. [6] VANNINI C, LOCATELLI F, BRACALE M, et al. Overexpression of the rice Osmyb4 gene increases chilling and freezing tolerance of Arabidopsis thaliana plants[J].Plant Journal, 2004, 37(1):115-127. DOI: 10.1046/j.1365-313X.2003.01938.x. [7] VANNINI C, IRITI M, BRACALE M, et al. The ectopic expression of the rice Osmyb4, gene in Arabidopsis increases tolerance to abiotic, environmental and biotic stresses[J]. Physiological & Molecular Plant Pathology, 2006, 69(1): 26-42. DOI: 10.1016/j.pmpp.2006.12.005. [8] PARK M R, YUN K Y, MOHANTY B, et al. Supra-optimal expression of the cold-regulated OsMyb4 transcription factor in transgenic rice changes the complexity of transcriptional network with major effects on stress tolerance and panicle development[J]. Plant Cell & Environment, 2010, 33(12):2209-2230. DOI: 10.1111/j.1365-3040.2010.02221.x. [9] SOLTéSZ A, VáGJFALVI A, RIZZA F, et al. The rice Osmyb4, gene enhances tolerance to frost and improves germination under unfavourable conditions in transgenic barley plants[J]. Journal of Applied Genetics, 2012, 53(2):133-143. DOI: 10.1007/s13353-011-0081-x. [10] CHANG S, PURYEAR J, CAIRNEY J. A simple and efficient method for isolating RNA from pine trees[J]. Plant Molecular Biology Reporter, 1993, 11(2): 113 - 116.DOI:10.1007IBF02670468. [11] LIVAK K J, SCHMITTGEN T D. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2-ΔΔCt method[J]. Methods, 2001, 25(4): 402 - 408. DOI:10.1006/meth.2001.1262. [12] 董京祥, 任丽, 张园, 等. 白桦 BpTCPs基因家族生物信息学及时空表达分析[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2018, 42(4):113-118. DOI: 10.3969 /j.issn.1000-2006.201709001. DONG J X, REN L, ZHANG Y, et al. Bioinformatics and expression analysis of BpTCPs in Betula platyphylla Suk[J]. Journal of Nanjing Forestry University(Natural Sciences Edition), 2018,42(4):113-118. [13] 周坦洋, 罗芙蓉, 白彬. 葡萄籽原花青素生物药理活性的研究进展[J]. 哈尔滨医科大学学报, 2012, 46(1):94-96. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1905.2012.01.028. ZHOU T Y, LUO F R, BAI B. Advances in the pharmacological activity of proanthocyanidins in grape seed[J]. Journal of Harbin Medical University, 2012, 46(1):94-96. [14] 赵明明, 周余华, 彭方仁, 等. 低温胁迫下冬青叶片细胞内 Ca2+水平及可溶性糖含量的变化[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2013, 37(5):1-5. DOI:10.3969/j.issn.1006-2006.2013.05.001. ZHAO M M, ZHOU Y H, PENG F R, et al. Changes of Ca2+ level and soluble sugar content in cells of Ilex L. leaflets under low temperature stress[J]. Journal of Nanjing Forestry University(Natural Sciences Edition), 2013, 37(5):1-5. [15] 林善枝, 李雪平, 张志毅. 低温锻炼对毛白杨幼苗抗冻性和总可溶性蛋白质的影响[J]. 林业科学, 2002, 38(6):137-141. DOI: 10.3321/j.issn:1001-7488.2002.06.022. LIN S Z, LI X P, ZHANG Z Y. The effects of cold acclimation on the freezing resistance and total soluble protein in Populus tomentosa seedlings[J]. Scientia Silvae Sinicae, 2002, 38(6):137-141. [16] 胡春霞, 王丽, 汤杰. 低温对南果梨的生理生化指标的影响[J]. 沈阳农业大学学报, 2009,40(3): 349-352. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1700.2009.03.021. HU C X, WANG L, TANG J. Effect of low temperature on physiological indicators of Nanguo-Pear[J]. Journal of Shenyang Agricultural University, 2009,40(3):349-352. [17] 郭光艳, 柏峰, 刘伟,等. 转录因子对木质素生物合成调控的研究进展[J]. 中国农业科学, 2015, 48(7):1277-1287. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2015.07.03. GUO G Y, BAI F, LIU W, et al. Advances in research of the regulation of transcription factors of lignin biosynthesis[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2015, 48(7):1277-1287. [18] 王勤礼, 许耀照, 闫芳, 等. 低温弱光盐胁迫对辣椒幼苗生长和生理特性的影响[J]. 中国农学通报, 2015, 31(22): 111-114. WANG Q L, XU Y Z, YAN F, et al. Effects of low temperature, weak light and salt stress on growth and physiological characteristics of pepper seedling[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2015, 31(22): 111-114. |
[1] | 许慧慧, 班卓, 王晨雪, 毕泉鑫, 刘肖娟, 王利兵. 文冠果BZR1基因家族鉴定及功能分析[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2025, 49(2): 12-22. |
[2] | 戚亚, 王改萍, 轩辕欣彤, 彭大庆, 李硕民, 李守科, 曹福亮. 文冠果药用优良无性系评价[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2025, 49(2): 38-44. |
[3] | 陈升侃, 郭东强, 邓紫宇, 唐庆兰, 廖长琨, 杨植旺, 朱原立, 李昌荣. 斑皮柠檬桉种源树高生长稳定性评价[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2025, 49(2): 67-74. |
[4] | 姚俊修, 任飞, 王因花, 李庆华, 燕丽萍, 郑岩, 吴德军. 基于荧光SSR标记的接骨木种质资源遗传多样性分析[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2025, 49(2): 75-82. |
[5] | 柯欣, 费琪, 夏馨蕊, 叶建仁, 朱丽华. 抗松针褐斑病湿地松胚性愈伤组织诱导及体胚产量影响因素的研究[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2025, 49(1): 87-94. |
[6] | 林强, 徐进, 李上前, 林云斌, 章允清, 欧阳磊. 福建福鼎柳杉种子园半同胞子代遗传变异分析与早期选择[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2025, 49(1): 78-86. |
[7] | 姜波, 安新民. 基因组精准编辑技术及其在林木育种中的应用[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2025, 49(1): 11-20. |
[8] | 张伟溪, 丁密, 苏晓华, 李爱平, 王小江, 余金金, 李政宏, 黄秦军, 丁昌俊. 小叶杨×欧洲黑杨杂交F1代生长及叶片解剖结构杂种优势分析与抗旱性评价[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2025, 49(1): 46-58. |
[9] | 杨袁木, 李娜, 陈新宇, 徐放, 潘文, 张卫华. 红锥种源与无性系的材性变异研究[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2024, 48(6): 41-50. |
[10] | 闫平玉, 张磊, 王佳兴, 冯可乐, 王浩浩, 张含国. 红松天然种群遗传多样性分析及核心种质构建[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2024, 48(5): 69-80. |
[11] | 王佳兴, 闫平玉, 孙佰飞, 刘劲宏, 冯可乐, 张含国. 长白落叶松自由授粉家系生长变异及优良家系早期选择[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2024, 48(5): 81-89. |
[12] | 匡泽宇, 彭冶, 方炎明. 铁冬青花挥发性化合物对中华蜜蜂访花的影响[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2024, 48(4): 254-260. |
[13] | 刘莉, 瞿印权, 余延浩, 王倩, 洑香香. 青钱柳全基因组SSR位点分析及多态性引物开发[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2024, 48(4): 67-75. |
[14] | 刘夏岚, 宋子琪, 胡凤荣, 尚旭岚. 青钱柳二倍体和四倍体叶特征比较研究[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2024, 48(4): 76-84. |
[15] | 马坛, 田野, 王书军, 李文昊, 段启英, 张庆源. 不同性别南方型黑杨无性系叶片对土壤短期间歇性干旱的生理响应[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2024, 48(3): 172-180. |
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