WRKY转录因子调控ABA诱导香蕉果实耐冷性的机制分析

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中文摘要：贮藏温度低于13℃时，香蕉果实极易发生冷害，影响其商品价值。因此，对香蕉果实采后耐冷性的分子机制进行研究，具有重要的科学意义。WRKY是植物所特有的一类转录因子，参与调控植物的生长发育、衰老、激素信号转导和逆境响应等一系列生物学过程。脱落酸（ABA）是植物主要激素之一，在逆境响应过程中发挥重要作用。然而，WRKY转录因子是否参与ABA诱导的香蕉果实耐冷性以及其具体机制，目前尚不明确。为此，本文基于香蕉果实冷胁迫响应相关的RNA-seq表达谱，挑选响应冷胁迫的WRKY转录因子，分析其基因表达、亚细胞定位和转录活性等特性，重点分析WRKY对ABA生物合成的关键基因，9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶基因（NCED）的转录调控，以此阐明WRKY转录因子调控ABA诱导香蕉果实耐冷性的具体机制。主要研究结果如下： 1.100μM外源ABA处理可以减轻香蕉果实冷害，增强果实耐冷性；从RNA-seq表达谱中挑选了4个响应冷胁迫的WRKY转录因子，分别命名为MaWRKY31，MaWRKY33，MaWRKY60和MaWRKY71。进一步实时荧光定量分析显示，冷胁迫诱导了MaWRKY31/33/60/71的表达，外源ABA处理后，MaWRKY31/33/60/71的表达更强。 2.克隆获得了MaWRKY31，MaWRKY33，MaWRKY60和 MaWRKY71基因全长序列。序列比对和进化树等生物信息学分析表明，MaWRKY33含有2个WRKY结构域，属于WRKY家族的第I类，MaWRKY31，MaWRKY60和MaWRKY71含有1个 WRKY结构域，分别属于WRKY家族的IIb,IIa和IIc类。亚细胞定位显示，MaWRKY31，MaWRKY33，MaWRKY60和MaWRKY71均定位在细胞核，为核蛋白。转录活性分析表明MaWRKY31，MaWRKY33，MaWRKY60和MaWRKY71具有转录激活活性，是转录激活子。 3.分析了香蕉基因组中的5个NCED基因（MaNCED1-MaNCED5）的表达特性。除了MaNCED3，冷胁迫诱导了MaNCED1/2/4/5的表达，外源ABA处理后，其表达更强，尤其以MaNCED1和MaNCED2更为显著。 4.克隆获得了MaNCED1和MaNCED2的启动子，分析显示含有WRKY转录因子的结合元件W-box（TTGAC）。进一步凝胶阻滞分析（EMSA）和双荧光素酶分析（Dual-Luc）表明MaWRKY31，MaWRKY33，MaWRKY60和MaWRKY71均可以直接结合MaNCED1和MaNCED2的启动子，并激活它们的活性。上述结果表明，WRKY转录因子通过直接调控ABA合成关键基因NCEDs的表达，进而参与香蕉果实对冷胁迫响应以及ABA诱导的耐冷性。

作者：

罗冬兰

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关键词：

香蕉果实耐冷性 WRKY转录因子脱落酸分子机制

授予学位：

硕士

学科专业：

果树学

导师：

陈建业

学位年度：

2017

学位授予单位：

华南农业大学

语种：

中文

中图分类号：