【摘 要】
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紫花苜蓿（Medicago sativa L.）是优良的豆科牧草,产量高、品质好,低温是影响其分布和产量的主要非生物胁迫之一。挖掘抗寒基因,分析研究其功能可以为紫花苜蓿遗传改良提供理论基础。截型苜蓿（Medicago truncatula L.）是豆科模式植物,利用其基因组序列信息和突变体可以更好的验证目的基因的功能。本文选取了三个低温响应基因（MfWAK1、MsPCTP1和MtIDD1）,对其进
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紫花苜蓿（Medicago sativa L.）是优良的豆科牧草,产量高、品质好,低温是影响其分布和产量的主要非生物胁迫之一。挖掘抗寒基因,分析研究其功能可以为紫花苜蓿遗传改良提供理论基础。截型苜蓿（Medicago truncatula L.）是豆科模式植物,利用其基因组序列信息和突变体可以更好的验证目的基因的功能。本文选取了三个低温响应基因（MfWAK1、MsPCTP1和MtIDD1）,对其进行了初步的功能研究。1 MfWAK1的功能分析本论文通过农杆菌介导法将MfWAK1过表达载体转化紫花苜蓿,经PCR检测获得7株阳性转基因植株。通过荧光定量PCR检测MfWAK1基因的相对表达量,发现转基因植株MfWAK1基因的表达均有所升高,不同株系间表达量有所差异,编号26表达量最高。通过测定半致死温度对转基因植株进行了抗寒性鉴定,结果显示野生型紫花苜蓿低温处理后半致死温度在-6℃,转基因植株半致死温度在-8℃左右,表明过表达MfWAK1可以提高紫花苜蓿抗寒性。2 MsPCTP1的功能分析从紫花苜蓿中克隆了一个响应低温的基因MsPCTP1,ORF为1191 bp,GC含量44.08%,其编码的蛋白由396个氨基酸组成,属于跨膜蛋白。MsPCTP1有结合脂质的START结构域;亲水性氨基酸较多,属于亲水蛋白,MsPCTP1的这些结构特征是其转运脂质的基础。通过荧光定量PCR分析了MsPCTP1基因对低温的响应,发现Ms PCTP1受低温诱导,并在12 h表达量达到最大。进一步构建了MsPCTP1过表达载体和MsPCTP1干涉载体,通过农杆菌介导法转化紫花苜蓿,经PCR检测得到4株阳性干涉载体转基因植株,为进一步研究MsPCTP1的功能奠定了基础。3 MtIDD1的功能分析本实验室前期研究中发现了一个编码IDD家族锌指蛋白的基因,本论文鉴定了截型苜蓿纯合突变体mtidd1-1、mtidd1-2。RT-PCR结果显示mtidd1-1株系未检测到MtIDD1的表达,将其用于后续研究。对截型苜蓿R108、mtidd1-1进行表型观察,发现突变体株系mtidd1-1与野生型R108株高、花期和抗寒性均无明显差异。推测MtIDD1存在功能冗余,单基因突变无明显差异。
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