李梦霜_ABA信号转导家族基因鉴定与功能分析_4.docx

48摘要ABA是一种天然的、植物自身合成的关键激素广泛存在于高等植物的各组织器官中参与调控植物生长发育的各个方面包括：种子的生长休眠与发芽幼苗的生长叶片的衰老等。同时ABA也是一种抗胁迫激素响应各种生物和非生物胁迫如：干旱盐碱低温冷害等。茶树作为我国重要的园艺作物之一是多年生喜温喜湿常绿植物耐旱性较弱。干旱缺水对茶树的正常生长及茶叶产量、品质有严重的影响。且随着世界气候的恶劣情况这一问题愈发严重。因此培育耐旱茶树品种是应对干旱胁迫最主要的措施之一。但茶树抗逆机制的研究还处于初步阶段对于茶树抗逆相关基因的了解和认识还在初步阶段。而ABA作为一种抗胁迫激素被运用到提高植物抵御逆境胁迫的能力上来。本论文通过研究茶树ABA信号转导家族CsPYLs/PP2CAs/SnRK2s基因家族的表达模式、在逆境胁迫中的表达模式、相互之间的互作关系来更好的诠释和解析茶树ABA信号转导通路为寻找和改造抗逆新品种以提高作物产量提供理论依据具有重要的理论与实践意义。本文基于茶树基因组数据库TPIA对茶树中的ABA受体及信号转导家族PYR/PYL/RCAR基因家族PP2CA基因家族SnRK2基因家族成员进行了鉴定与分析其中发现有3个CsPYL基因（CsPYL11-13）有缺失被认为是假基因。分析了CsPYLs/PP2CAs/SnRK2s三个基因家族的基本功能以及在不同组织器官、多种非生物胁迫（干旱、盐碱、低温冷害）下的表达模式；分析了干旱处理下不同茶树品种CsPYLs/PP2CAs/SnRK2s基因家族的表达模式；分析了外源添加ABA后的表达模式并根据此结果建立茶树ABA信号转导路线图并对部分基因进行了克隆利用酵母双杂交技术检测CsPYLs/PP2CAs/SnRK2s家族蛋白的互作情况初步探究了ABA信号在茶树内的转导过程。主要研究结果如下：利用茶树基因组数据库鉴定出了15个茶树CsPYLs基因8个茶树PP2CAs基因8个茶树SnRK2s基因分别命名为CsPYL1-15CsPP2CA1-8CsSnRK2.1-8。根据基因结构与系统进化树分析CsPYLs划分为3组CsPP2CAs划分为2组CsSnRK2s划分为3组。三个家族在不同组织器官均有表达且表现出差异性。CsPYLs家族中CsPYL4在成熟叶及根茎中表达量高CsPYL5在嫩叶及花中表达量较高而CsPYL9在种子中表达量较高；CsPYL1-214-15在所有组织器官中表达量都低。CsPP2CAs家族中CsPP2CA3在根中表达量较高CsPP2CA8在地上部位表达量较高CsPP2CA4在所有组织器官中表达量都较高；CsSnRK2s家族中CsSnRK2.3在所有组织器官中表达量都较高CsSnRK2.8在叶部表达量较高。CsPYLs/PP2CAs/SnRK2s三个家族对干旱、盐碱和低温胁迫的响应具有多样性。在干旱胁迫下CsPYL家族的基因表达呈现不同的响应模式其中CsPYL1015呈现明显上调表达CsPYL14明显下调表达；CsPP2CA家族整体均为上调表达其中CsPP2CA1响应最为强烈；CsSnRK2家族则大多为下调表达。在盐碱胁迫下三个家族均呈现不同的响应模式CsPYL14-515呈现明显上调表达CsPYL3、14明显下调表达；CsPP2CA家族只有CsPP2CA6呈现显著的下调表达其他家族成员均不显著；CsSnRK2.568表现为下调表达。在低温胁迫下CsPYL1呈现显著的上调表达CsPYL45为下调表达；CsPP2CA56呈现上调表达其余不显著；CsSnRK2家族均不显著。干旱处理下不同品种茶树的ABA信号转导家族CsPYLs/PP2CAs/SnRK2s基因表达呈现不同的响应模式。其中干旱敏感型品种“福云6号”中CsPYLs/PP2CAs/SnRK2s三个家族的响应程度明显高于干旱耐受型品种“中茶108”。说明不同茶树品种的耐旱分子机理呈现差异性。ABA处理下CsPYLs/PP2CAs/SnRK2s表达呈现差异性不同组织部位的表达也呈现不同表达模式。将ABA处理下根和叶两个组织器官在0h0.5h2h6h24h五个时间点的表达量进行相关性分析根据相关性分析结果绘制出三条茶树ABA依赖型信号转导途径。将筛选出的部分CsPYLs/PP2CAs/SnRK2s基因分别构建酵母双杂交诱饵载体pGADT7和捕获载体pGBKT7共转化酵母Y2HGold菌株。酵母双杂交结果证明绘制出的茶树ABA依赖型信号转导途径具有可参考性。综上所述本研究通过对CsPYLs/PP2CAs/SnRK2s三个基因家族的鉴定及生物学功能分析为探究ABA信号分子在茶树内信号传导奠定了一定的基础；分析在干旱处理下不同茶树品种ABA信号转导家族的调节机制为茶树抗旱的研究提供新的思路有利于进一步阐明茶树抗旱机制。关键词：ABA；