拟南芥水杨酸羟化酶DLO2的功能研究及低水杨酸遗传学材料的创制
发布时间：2022-01-04 15:03
水杨酸（salicylic acid,SA）是植物九大类激素之一,在植物抗病、种子萌发、气孔开闭、根瘤形成、DNA损伤修复以及叶片衰老等方面发挥了重要功能。水杨酸3-羟化酶（salicylic acid 3-hydroxylase,S3H）和水杨酸5-羟化酶（salicylic acid5-hydroxylase,S5H）是拟南芥（Arabidopsis thaliana）SA代谢途径关键酶,能够催化SA羟基化分别生成2,3-二羟基苯甲酸（2,3-dihydroxybenzoic acid,2,3-DHBA）和2,5-二羟基苯甲酸（2,5-dihydroxybenzoic acid,2,5-DHBA）,进而调节植株内源SA水平。在我们的早期研究中,通过序列比对和系统进化树分析,发现一个拟南芥羟化酶基因S5H的同源基因DLO2（At4g10490）,体外酶活分析结果显示DLO2能够催化SA生成2,5-DHBA。然而,DLO2的生化功能和生物学功能还不是很清楚,仍有待进一步阐明。本研究通过分子生物学和生理生化等技术手段,对SA羟化酶基因DLO2功能展开进一步探索,同时利用35S启动子和S5...
【文章来源】：浙江师范大学浙江省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SA合成ICS途径示意图[36]
第一章文献综述9图1.2SA分解代谢途径示意图[86]Figure1.2SchematicdiagramofSAcatabolicpathway4水杨酸代谢的转录调控在拟南芥中，植株主要通过ICS途径合成SA，通过ICS转录调控进而调节SA的合成是SA代谢调控的热点。目前，已有多个转录因子被报道参与ICS的表达调控[92]。EIN3和EIL1是乙烯不敏感基因，在PTI和ETI过程中起负调控作用。最近的报道证明，EIN3和EIL1能够抑制ICS1表达进而降低SA水平[93]。对ein3eil1双突变体中SA响应基因PR1和ICS1基因表达量进行检测，由于EIN3和EIL1功能的缺失，PR和ICS基因表达量上升，同时游离SA及总SA水平显著上升，并且植株抗病性增强。进一步凝胶迁移实验证明EIN3能够直接与ICS1启动子结合，进而调控ICS1基因表达[93]。SARD1和CBP60g是ICS1诱导SA合成的关键调控因子，SARD1功能缺失会损害基础抵抗力和SAR，而SARD1的过度表达则会激活防御反应[94]。在sard1cbp60g
第一章文献综述11和178%，显著的影响了植物叶片的大小，过表达上述两种基因则显著降低植株SAR，导致植株易感病[50,86]。有意思的是，检测s3hs5h双突变体时，2,3-DHBA的含量几乎不能被检测，而2,5-DHBA能够被检测，这就表明拟南芥中存在与S5H功能类似的基因[86]。我们借助于序列同源性比较的方法，分析得到了S5H的同源基因DLO2（At4g10490）（图1.3），该基因已被报道能够恢复拟南芥霜霉病抗性基因（downymildewresistant6，DMR6）突变后的对霜霉病不敏感表型[101]。我们前期数据初步证明体外重组酶DLO2能够催化SA生成2,5-DHBA，但是该酶的体内外生化功能以及生物学功能有待深入研究[102]。本论文针对DLO2的生化功能和生物学功能的进一步探究，旨在系统解析SA羟基化的代谢途径。图1.3SA分解候选基因进化树分析[102]Figure1.3EvolutionarytreeanalysisofSAdecompositioncandidategenes在另一方面，拟南芥中表达假单胞菌SA羟化酶基因NahG，能够催化SA生成外源产物邻苯二酚，获得具有低SA含量特征的转基因植株NahG，该株系被认为是拟南芥代谢和信号转导途径研究的经典模式植株[103,104]。然而，外源物质的产生可能会对植株正常生长产生潜在不利影响，使该株系存在一定局限性。S3H作为拟南芥SA羟化酶，能够催化SA生成2,3-DHBA，降低植株内源SA水平[50]。同时与S5H生化活性不同，S3H不受底物SA浓度抑制[50,86]，而S5H基因启动子具有高活性且被
【参考文献】：
期刊论文
[1]水杨酸与植物抗逆性关系研究进展[J]. 彭浩,宋文路,王晓强,赵强,王超. 园艺与种苗. 2016(02)
[2]桑树肌动蛋白MaACT3启动子的克隆及农杆菌介导的瞬时表达[J]. 李军,赵爱春,王茜龄,祝娟娟,张琼予,金筱耘,李镇刚,鲁成,吴存容,余茂德. 中国农业科学. 2012(04)
[3]Salicylic Acid and its Function in Plant Immunity[J]. Chuanfu An and Zhonglin Mou Department of Microbiology and Cell Science,University of Florida,Gainesville,FL 32611,USA. Journal of Integrative Plant Biology. 2011(06)
[4]提高外源基因在转基因植物中表达效率的途径[J]. 尹涛,张上隆,刘敬梅,陈大明. 农业生物技术学报. 2005(06)
[5]花椰菜花叶病毒（CaMV）35S启动子在转基因棉花中的表达[J]. 焦改丽,孟钊红,聂安全,南芝润,张换样,李俊峰,王娇娟,赵俊侠,李燕娥,郭三堆. 作物学报. 2004(11)
[6]水杨酸在植物抗病中的作用[J]. 丁秀英,张军,苏宝林,徐惠风. 植物学通报. 2001(02)
硕士论文
[1]拟南芥水杨酸代谢突变体的筛选克隆和S5H同源基因的功能分析[D]. 郭荣.浙江师范大学 2018
本文编号：3568557
【文章来源】：浙江师范大学浙江省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SA合成ICS途径示意图[36]
第一章文献综述9图1.2SA分解代谢途径示意图[86]Figure1.2SchematicdiagramofSAcatabolicpathway4水杨酸代谢的转录调控在拟南芥中，植株主要通过ICS途径合成SA，通过ICS转录调控进而调节SA的合成是SA代谢调控的热点。目前，已有多个转录因子被报道参与ICS的表达调控[92]。EIN3和EIL1是乙烯不敏感基因，在PTI和ETI过程中起负调控作用。最近的报道证明，EIN3和EIL1能够抑制ICS1表达进而降低SA水平[93]。对ein3eil1双突变体中SA响应基因PR1和ICS1基因表达量进行检测，由于EIN3和EIL1功能的缺失，PR和ICS基因表达量上升，同时游离SA及总SA水平显著上升，并且植株抗病性增强。进一步凝胶迁移实验证明EIN3能够直接与ICS1启动子结合，进而调控ICS1基因表达[93]。SARD1和CBP60g是ICS1诱导SA合成的关键调控因子，SARD1功能缺失会损害基础抵抗力和SAR，而SARD1的过度表达则会激活防御反应[94]。在sard1cbp60g
第一章文献综述11和178%，显著的影响了植物叶片的大小，过表达上述两种基因则显著降低植株SAR，导致植株易感病[50,86]。有意思的是，检测s3hs5h双突变体时，2,3-DHBA的含量几乎不能被检测，而2,5-DHBA能够被检测，这就表明拟南芥中存在与S5H功能类似的基因[86]。我们借助于序列同源性比较的方法，分析得到了S5H的同源基因DLO2（At4g10490）（图1.3），该基因已被报道能够恢复拟南芥霜霉病抗性基因（downymildewresistant6，DMR6）突变后的对霜霉病不敏感表型[101]。我们前期数据初步证明体外重组酶DLO2能够催化SA生成2,5-DHBA，但是该酶的体内外生化功能以及生物学功能有待深入研究[102]。本论文针对DLO2的生化功能和生物学功能的进一步探究，旨在系统解析SA羟基化的代谢途径。图1.3SA分解候选基因进化树分析[102]Figure1.3EvolutionarytreeanalysisofSAdecompositioncandidategenes在另一方面，拟南芥中表达假单胞菌SA羟化酶基因NahG，能够催化SA生成外源产物邻苯二酚，获得具有低SA含量特征的转基因植株NahG，该株系被认为是拟南芥代谢和信号转导途径研究的经典模式植株[103,104]。然而，外源物质的产生可能会对植株正常生长产生潜在不利影响，使该株系存在一定局限性。S3H作为拟南芥SA羟化酶，能够催化SA生成2,3-DHBA，降低植株内源SA水平[50]。同时与S5H生化活性不同，S3H不受底物SA浓度抑制[50,86]，而S5H基因启动子具有高活性且被
【参考文献】：
期刊论文
[1]水杨酸与植物抗逆性关系研究进展[J]. 彭浩,宋文路,王晓强,赵强,王超. 园艺与种苗. 2016(02)
[2]桑树肌动蛋白MaACT3启动子的克隆及农杆菌介导的瞬时表达[J]. 李军,赵爱春,王茜龄,祝娟娟,张琼予,金筱耘,李镇刚,鲁成,吴存容,余茂德. 中国农业科学. 2012(04)
[3]Salicylic Acid and its Function in Plant Immunity[J]. Chuanfu An and Zhonglin Mou Department of Microbiology and Cell Science,University of Florida,Gainesville,FL 32611,USA. Journal of Integrative Plant Biology. 2011(06)
[4]提高外源基因在转基因植物中表达效率的途径[J]. 尹涛,张上隆,刘敬梅,陈大明. 农业生物技术学报. 2005(06)
[5]花椰菜花叶病毒（CaMV）35S启动子在转基因棉花中的表达[J]. 焦改丽,孟钊红,聂安全,南芝润,张换样,李俊峰,王娇娟,赵俊侠,李燕娥,郭三堆. 作物学报. 2004(11)
[6]水杨酸在植物抗病中的作用[J]. 丁秀英,张军,苏宝林,徐惠风. 植物学通报. 2001(02)
硕士论文
[1]拟南芥水杨酸代谢突变体的筛选克隆和S5H同源基因的功能分析[D]. 郭荣.浙江师范大学 2018
本文编号：3568557
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