【摘 要】
：
SDG（SET domain group）家族是植物中具有组蛋白甲基转移酶活性的蛋白家族,调控植物组蛋白赖氨酸甲基化。SDG介导的组蛋白甲基化调控大量的生物学过程,比如说花器官发育、种子萌发、根系发育、逆境胁迫应答。高渗、低氮胁迫是茶树生长发育过程中重要的非生物逆境,聚铝耐铝是茶树重要的生物学性状,而组蛋白甲基化修饰在其中的功能研究极少。本研究利用茶树基因组数据库、进化树分析、结构域分析和基因结构
论文部分内容阅读
SDG（SET domain group）家族是植物中具有组蛋白甲基转移酶活性的蛋白家族,调控植物组蛋白赖氨酸甲基化。SDG介导的组蛋白甲基化调控大量的生物学过程,比如说花器官发育、种子萌发、根系发育、逆境胁迫应答。高渗、低氮胁迫是茶树生长发育过程中重要的非生物逆境,聚铝耐铝是茶树重要的生物学性状,而组蛋白甲基化修饰在其中的功能研究极少。本研究利用茶树基因组数据库、进化树分析、结构域分析和基因结构分析鉴定了CsSDG基因,并通过组织特异性和诱导表达分析推测CsSDGs的基因功能;基于茶树蛋白、基因表达、生理分析,推测了CsSDG36和CsSDG43在高渗、高铝、低氮胁迫下的功能,并通过拟南芥超表达株系完成功能验证。主要研究结果如下:（1）本研究通过全基因组搜索鉴定了46个CsSDG基因,进化树、结构域和基因结构分析将其分为E（z）、ASH1、TRX、SU（VAR）和VI/VII 5类,组织特异性和诱导表达分析确定了46个CsSDGs在不同组织和响应各种非生物胁迫的表达模式。（2）高渗胁迫诱导茶树叶片组蛋白H3K4甲基化下调,同时H3K4乙酰化显著上调,由此推测H3K4甲基转移酶基因负调控茶树耐旱性。CsSDG43超表达拟南芥的表型鉴定结果表明,CsSDG43超表达促进水分散失、增加ROS压力、调控AHG3等耐旱基因表达,降低植株的高渗耐受性。CsSDG36超表达拟南芥的表型鉴定结果表明,CsSDG36超表达增加叶片气孔密度、促进水分散失、增加ROS压力,降低植株的高渗耐受性。RNA-seq和qRT-PCR分析表明,CsSDG36蛋白可调控染色质组装、微管组装和叶片气孔发育途径。（3）组蛋白H3K4去甲基化抑制剂降低茶树高铝耐受性,由此推测H3K4甲基转移酶基因负调控茶树高铝耐受性。CsSDG36和CsSDG43超表达拟南芥的表型鉴定结果表明,CsSDG36和CsSDG43超表达抑制根部有机酸分泌、抑制侧根发育起始,降低植株的高铝耐受性。（4）低氮胁迫诱导鄂茶10号、龙井43、鄂茶1号茶树品种的CsSDG36、CsSDG43基因表达,由此推测其正调控茶树氮素利用效率。CsSDG36和CsSDG43超表达拟南芥的表型鉴定结果表明,CsSDG36和CsSDG43超表达激活NRT2家族基因表达,增强植株在低氮胁迫下氮素吸收。
其他文献
灰葡萄孢（Botrytis cinerea）引起的植物灰霉病（grey mould）是世界范围内的重要病害,严重影响寄主植物的产量与品质。灰葡萄孢作为死体营养型植物病原真菌,具有寄主广、侵袭力强、繁殖快、易产生抗药性等特点,其防治仍然面临严峻的挑战。因此,探究灰葡萄孢致病相关基因的功能,将为灰霉病的防治提供新思路和潜在的靶标分子。实验室前期研究发现Gβ-like基因Bcgbl1的敲除导致灰葡萄孢不
硒（Se）是人类饮食中必须摄入的营养元素,摄入不足会引发多种健康问题。油菜作为重要的油料作物,与人类饮食息息相关,开发油菜硒的生物强化技术途径意义重大。硒超积累植物根际富集多种特异微生物,推测其可能在植物硒吸收过程中发挥了重要作用。这些特异性微生物是否会促进其他植物对硒的吸收及其可能的影响机制,尚不清楚。本文以硒超积累植物碎米荠和硒非超积累植物油菜为试验材料,采用16S r RNA扩增子技术分析二
小麦作为重要的粮食作物,在粮食安全地位上日益增强,而我国更是世界上小麦种植面积最大、产量最高的国家,保持小麦的高产对保障我国粮食安全至关重要。其中小麦株高、茎秆以及叶片都是影响其产量的重要因素。可利用成熟期小麦植株的表型参数来建模预测小麦产量。但利用成熟期小麦表型性状建模只能估产,无法促进增产。因为成熟期小麦已发育较为完全,无法通过精准灌溉、精准施肥等手段来调控其生长发育,从而达到增产效果。而苗期
番茄（Solanum lycopersicum）是一种深受广大消费者喜爱的蔬菜作物,选育优质品种一直是科研工作者的奋斗目标。株高是植物最基本的外部特征,也是作物育种需要考察的农艺性状之一。矮化株型有助于提高作物抵抗外界胁迫能力,并有提高种植密度、增加产量、利于机械化采收等诸多优势。BASIC PENTACYSTEINE（BPC）是植物特有的一类转录因子,对植物的生长发育具有重要调节作用,但番茄BP
硼是植物生长发育所必需的微量营养元素。根据已有研究,植物对缺硼胁迫的响应与细胞壁有关,硼主要在植物细胞壁中与果胶的Ⅱ型鼠李糖半乳糖醛酸聚糖（Rhamnogalacturonan Ⅱ,RG-Ⅱ）结合,促进细胞壁的发育和稳定。甘蓝型油菜（Brassica napus L.）作为重要的油料作物,对硼的需求量高,缺硼时生长发育尤其是生殖发育受到严重影响,花器官中的细胞壁组分发生变化。据报道,初生细胞壁中的
RNA上存在着多种化学修饰,如m6A（N6-methyladenosine）、m6Am（N6,2’-Odimethyladenosine）、m5C（5-methylcytosine）、m1A（N1-methyladenosine）,这些修饰普遍存在于转运RNA（tRNA）、核糖体RNA（rRNA）以及信使RNA（mRNA）上。腺嘌呤甲基化修饰（N6-methyladenosine）是真核生物mRN
氮和磷是植物正常生长发育所必需的矿质营养元素。甘蓝型油菜是重要的油料作物,对氮和磷的需求都很高。缺氮和缺磷植株生长均会受到抑制,油菜籽产量和品质均显著降低。植物主要通过根系来吸收矿质养分和水分。NAL1（NARROW LEAF1）是窄叶基因,研究表明水稻中该基因可以调节根系的发育,增强植物的耐旱性。拟南芥与油菜亲缘关系较近,均为云薹属植物。本论文利用生物信息学等方法在拟南芥和甘蓝型油菜基因组数据库
临床上由多种因素引起的子宫内膜炎可造成奶牛的流产乃至不孕,给养殖业带来了巨大的经济损失。其中较差的生活环境和不及时的诊断治疗是该病高发的重要因素。在分子水平上,多种调节分子可从不同角度调节核转录因子NF-κB,并对机体正常的生理机能和疾病的发生发展产生影响,而研究分子间的调控关系对于开发临床上子宫内膜炎的免疫疗法亦具有重要意义。Mi RNAs长度约为20-23个核苷酸,是一种内源性表达的非编码单链
芥菜是起源于我国的十字花科芸薹属特色蔬菜,除青藏高原外,全国各地均有栽培。在栽培生产过程中,蚜虫介导的芥菜病毒病是制约芥菜产量以及品质的重要因素。在长期的芥菜栽培与与育种研究中,本课题组发现一份特殊的银叶芥种质资源,叶片表现为银白色,对蚜虫具有天然的趋避性,几乎不会感染病毒病。本课题通过银叶芥的生理指标测试、抗虫试验、扫描电镜观察等,系统鉴定了银叶芥材料的表型特点,利用亲本材料银叶芥P1和绿叶芥P
桃褐腐病作为我国桃产业中最重要的病害之一,主要由美澳型核果链核盘菌（Monilinia fructicola）引起。该病在我国发生极为广泛,严重影响桃果实产量及品质。半乳糖苷酶是细胞壁半乳甘露聚糖降解的关键酶。M.fructicola病菌在侵染初期,寄主会分泌大量酚类和ROS类物质,抑制病原菌过氧化物酶体和半乳糖代谢等通路,使病原菌中半乳糖代谢相关通路基因表达显著下降。对本实验室前期转录组数据分析