毕业论文-二穗短柄草WRKY基因的表达分析及与MAPK的互作研究.docx

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 PAGE 分类号 学号 M201171642 学校代码10487 密级 硕士学位论文 二穗短柄草WRKY基因的表达分析及与MAPK的互作研究 学位申请人 学科专业 ： 制药工程 指导教师 ： 教授 答辩日期 ： 2013年5月11日 A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Science The expression analysis of WRKY genes and interaction with MAPK in Brachypodium distachyon Candidate ： Qianqian Yuan Major ： Pharmaceutical Engineering Supervisor ： Prof. Guangyuan He Huazhong University of Science Technology Wuhan 430074, P. R. China May, 2013 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 PAGE \* MERGEFORMAT VI 摘 要 WRKY蛋白是一类存在于真核生物中的转录因子，能够直接与靶基因的启动子相结合，调节基因的表达。WRKY转录因子参与植物种子发育、生物及非生物逆境胁迫响应，并且能够参与脱落酸、茉莉酸甲酯和水杨酸等信号途径的调控。 MAPK级联路径在植物的进化过程中高度保守，它通过逐级放大过程将外界信号传递到细胞核中，从而使细胞产生反应，以应对外界环境的变化。MAPK级联途径在植物响应各种生物和非生物胁迫以及多种信号传递途径中起着重要作用。 已有文献报道，MAPK级联通路能够与WRKY转录因子互作，通过磷酸化的方式调节WRKY转录因子的活性，进而介导植物对生物和非生物逆境胁迫的响应。 二穗短柄草是新型禾本科模式植物，其基因组测序已经完成，但是关于其WRKY对非生物逆境胁迫的响应及与MAPKs相互作用的研究尚未见报道。本研究克隆了5个二穗短柄草中WRKY基因，利用半定量RT-PCR分析了二穗短柄草中WRKY基因在逆境胁迫及信号分子处理下的表达情况，利用酵母双杂交技术分析了BdMAPKs和BdWRKYs的互作。取得的主要研究结果如下： （1）通过NCBI数据库中搜索BdWRKYs的序列，并以此序列为基础设计特异引物，克隆得到5个WRKY基因的全长cDNA序列，并命名为BdWRKY3、BdWRKY4、BdWRKY4-1、BdWRKY20和BdWRKY26。 （2）对5个BdWRKY基因序列进行生物信息学分析，推测所获得的BdWRKYs属于WRKY家族成员。 （3）通过半定量RT-PCR技术检测了5个BdWRKY基因在渗透、低温和高盐非生物逆境胁迫及相关分子信号ABA、乙烯和双氧水处理下的表达情况。结果发现，BdWRKY3在高盐胁迫下表达下调，BdWRKY4在低温和高盐胁迫下表达上调，BdWRKY4-1在渗透和高盐环境下表达上调，BdWRKY20在三种逆境胁迫下表达均上调，BdWRKY26在PEG和NaCl处理下，表达受到拟制，在低温处理下，表达上调；推测5个BdWRKY基因响应非生物逆境胁迫。另外，这5个BdWRKY基因都能受乙烯和双氧水诱导，推测乙烯和双氧水信号路径可能参与了这5个BdWRKY基因的表达调控。 （4）构建BdWRKYs基因酵母表达载体pGBKT7-BdWRKYs，与pGADT7-BdMAPKs质粒共同转化到酵母菌中进行互作分析，发现 BdWRKY26与BdMAPK7-1之间存在相互作用。 本文研究结果为深入探讨二穗短柄草BdWRKY与BdMAPK在响应非生物逆境胁迫中的作用具有参考意义。 关键词：二穗短柄草，WRKY基因，MAPK基因，表达分析，酵母双杂交 Abstract WRKY proteins are transcription factor in eukaryotic cells that can directly combine with the promoter of the related genes, which can regulate gene expression. WRKY transcription factors have been reported to participate in seed development, bio- and abiotic