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甜瓜CMe-ERF1和CMe-ERF2基因的功能研究

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摘要

英文缩写及中英文对照表

一 引言

1.1 乙烯的合成和乙烯信号传导途径

1.1.1 乙烯

1.1.2 乙烯的合成

1.1.3 乙烯信号传导途径

1.2 植物转录因子

1.2.1 转录因子

1.2.2 转录因子分类

1.2.3 AP2/ERF转录因子家族

1.2.4 植物AP2/ERF类转录因子的分布及其数量

1.2.5 AP2/ERF转录因子的作用

1.3 ERF类转录因子

1.3.1 ERF转录因子的结构

1.3.2 ERF转录因子的调控特点

1.3.3 ERF转录因子研究进展

1.4 果实成熟相关蛋白

1.4.1 ACC合成酶

1.4.2 ACC氧化酶

1.4.3 多聚半乳糖醛酸酶

1.4.4 蔗糖合成酶

1.4.5 扩展蛋白

1.4.6 苯丙氨酸解氨酶

1.4.7 酰基转移酶

1.4.8 肉桂醇脱氢酶

1.5 甜瓜的概述

1.6 本研究的目的与意义

二 实验材料与方法

2.1 实验材料

2.1.1 植物材料

2.1.2 菌种与质粒

2.1.3 主要试剂

2.2 实验方法

2.2.1 引物设计和合成

2.2.2 CMe-ERF1和CMe-ERF2超表达载体的构建

2.2.3 CMe-ERF1和CMe-ERF2基因RNAi载体的构建

2.2.4 农杆菌感受态细胞的制备

2.2.5 农杆菌感受态细胞的转化

2.2.6 农杆菌质粒提取

2.2.7 侵染液制备及注射甜瓜果肉

2.2.8 定量PCR检测果实注射部位的基因表达特性分析

三 结果与分析

3.1 超表达载体构建和RNAi载体构建

3.1.1 超表达载体构建

3.1.2 RNAi载体构建

3.2 CMe-ERF1和CMe-ERF2基因瞬时表达

3.3 CMe-ERF1和CMe-ERF2基因的表达分析

3.4 果实成熟相关基因的表达特性分析

四 讨论与结论

4.1 讨论

4.2 结论

参考文献

致谢

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摘要

ERF转录因子即乙烯应答因子(ethylene-responsive factor,ERF)是植物中普遍存在的一类庞大的转录因子家族,它们参与植物整个生命周期的生长发育和多种生物学过程。近年来,许多植物中的ERF基因被克隆,但对其功能的研究报道却很少。
  本研究以甜瓜品种“河套蜜瓜”为研究材料,构建了甜瓜CMe-ERF1和CMe-ERF2基因的超表达载体pPZP221(35S-ERF1-NOS)和pPZP221(35S-ERF2-NOS)及RNAi表达载体pART27-ERF1和pART27-ERF2。通过农杆菌介导法注射到甜瓜果肉中,并进行表达分析。结果显示,注射超表达载体菌液部位的果皮提前变黄,而注射RNAi表达载体菌液部位的果皮推迟变黄。实时荧光定量PCR结果表明,在瞬时超表达CMe-ERF1基因的果肉组织中,CAD(Cinnamyl Alcohol Dehydrogenase,肉桂醇脱氢酶)基因表达量上升,PG(Polygalacturonase,多聚半乳糖醛酸酶)基因表达量未变,其它成熟相关基因表达量均下降;而在瞬时干扰CMe-ERF1基因表达的果肉组织中,除ACS(ACC synthase,ACC合成酶)基因外,其它成熟相关基因表达量均上升。在瞬时超表达CMe-ERF2基因的果肉组织中,ACS基因、PG基因和AAT(Alcohol Acyltransferases,酰基转移酶)基因表达量上升,ACO(ACC oxidase,ACC氧化酶)基因和CAD基因表达量未变,其它成熟相关基因表达量下降;而在瞬时干扰CMe-ERF2基因表达的果肉组织中,PG基因表达量上升,CAD基因表达量未变,其它成熟相关基因表达量下降。表明CMe-ERF1和CMe-ERF2基因具有促进果实成熟的功能。

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