冰島虞美人(Papaver nudicaule)不同品種耐寒性評價及其冷誘導(dǎo)基因PnDREB1的克隆.pdf

1、本試驗以冰島虞美人不同品種為實驗材料，研究人工模擬低溫對植株葉片形態(tài)及生理、生化指標的影響，采用主成分分析法和隸屬函數(shù)法對其耐寒性進行綜合評價。同時根據(jù)其他植物中已知冷誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子DREB1的保守序列，設(shè)計引物，從冰島虞美人克隆獲得PnDREB1的全長序列，并對其進行生物信息學(xué)分析和低溫誘導(dǎo)表達分析。獲得以下主要研究結(jié)果:
　　1.冰島虞美人.不同品種耐寒性評價
　　以‘香檳氣泡’、國產(chǎn)品種、‘仙境’、‘花匠’4個品種成熟植

2、株為試驗材料，研究低溫環(huán)境對植株葉片形態(tài)、電導(dǎo)率、MDA等11個形態(tài)、生理、生化指標的影響。結(jié)果表明:(1)不同低溫（3、0、-3、-6、-9℃）處理24h，4個品種冰島虞美人相對電導(dǎo)率隨溫度降低呈上升趨勢，‘香檳氣泡’、國產(chǎn)品種、‘仙境’、‘花匠’的低溫半致死溫度分別為-7.7℃、-5.2℃、-1.9℃、-4.5℃。(2)-3℃處理0、24、48、72h時，4個品種冰島虞美人葉片均出現(xiàn)不同程度的凍害，72h后凍害指數(shù)分別為0.30、1

3、.46、2.34、1.67;隨低溫脅迫時間的延長，植株MDA含量均呈先下降后上升的變化趨勢;‘香檳氣泡’可溶性蛋白含量先降后升，其他三種則先升后降;‘花匠’脯氨酸含量持續(xù)上升，其他三種則先升后降;‘香檳氣泡’SOD活性持續(xù)上升，其他三種植株先升后降;4個品種冰島虞美人葉片POD活性先升后降，CAT活性呈“上升-下降-上升”的變化趨勢，APX活性先升后降，GR活性與ASA含量均先降后升。說明4個品種冰島虞美人對低溫均有一定的適應(yīng)性，但不同

4、品種對低溫的適應(yīng)性調(diào)節(jié)存在明顯差異。(3)用主成分分析法和隸屬函數(shù)法對MDA、可溶性蛋白、脯氨酸等9個生理、生化指標進行分析，得出4個品種冰島虞美人耐寒性強弱順序為:‘香檳氣泡’＞國產(chǎn)品種＞‘花匠’＞‘仙境’，該結(jié)果與各品種低溫半致死溫度排序及凍害指數(shù)排序基本一致，可為冰島虞美人耐寒指標確定、品種篩選提供科學(xué)依據(jù)。
　　2.冰島虞美人PnDREB1基因的克隆及序列分析
　　通過RT-PCR法從冰島虞美人品種‘香檳氣泡’中分離

5、出一個新的DREB1轉(zhuǎn)錄因子，命名為PnDREB1。該基因序列全長1035bp，無內(nèi)含子，開放閱讀框(ORF)長699bp，編碼232個氨基酸殘基，預(yù)測蛋白分子量為26.3kDa，含有1個由58個氨基酸組成的AP2/ERF結(jié)構(gòu)域，且在N-端含有一個富含堿性氨基酸區(qū)域，推測為核定位信號(NLS): PKR(K)K(P)AGRxKFxETRHP，結(jié)構(gòu)域下游含有DSV(A) WR序列，這兩段多肽序列均屬于DREB1/CBF基因家族的特征序列。

6、該基因編碼的蛋白質(zhì)與荷花DREB1B、梅花DREB1B、菊花DREB1、沙梨DREB、擬南DREB1D等具有高度同源性。系統(tǒng)進化樹分析顯示，冰島虞美人PnDREB1屬于DREB/CBF轉(zhuǎn)錄因子家族中的A-1亞組，與菊花DREB1親緣關(guān)系最近。
　　生物信息學(xué)預(yù)測分析表明，冰島虞美人PnDREB1基因編碼的蛋白屬于親水性蛋白，無跨膜結(jié)構(gòu)，無信號肽，可能位于葉綠體或細胞核中。二級結(jié)構(gòu)及三級結(jié)構(gòu)預(yù)測顯示，該蛋白含有1個α-螺旋，3個β-