玉米硫氧还蛋白基因(ZmTrxf1)克隆、调控及功能分析

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1、分类号密级UDC单位代码硕士学位论文玉米硫氧还蛋白基因（ZmTrxf1）克隆、调控及功能分析Cloning,RegulationandFunctionalAnalysisofThioredoxinf1fromZeamays(ZmTrxf1)研究生姓名：石如意指导教师：宋希云教授学科专业：生物化学与分子生物学研究方向：玉米分子育种中国·青岛二零一八年六月Cloning,RegulationandFunctionalAnalysisofThioredoxinf1fromZeamays(ZmTrxf1)ThesissubmittedtoQingdaoAgriculturalUniv

2、ersityInFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterofScienceShiRuyi（DepartmentofLifeScience）Supervisor:SongXiyunQingdao.ChinaJune，2018独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得青岛农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说

3、明并表示了谢意。研究生签名：时间：年月日关于论文使用授权的说明本人完全了解青岛农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意青岛农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)研究生签名：时间：年月日导师签名：时间：年月日青岛农业大学硕士学位论文摘要玉米硫氧还蛋白基因（ZmTrxf1）克隆、调控及功能分析摘要玉米（Zeamays）是我国重要的粮食作物之一。而我国部分地区干旱和盐碱地降低了玉米的产量和品质，甚

4、者造成玉米的死亡。当植物遇到逆境胁迫时，体内的抗氧化系统能够清除有害活性物质。硫氧还蛋白（thioredoxin,Trx）是一种小分子的蛋白，在植物体内维持氧化还原平衡和应答非生物逆境胁迫发挥重要的作用。本文以玉米品种“HiⅡ”作为材料，克隆了玉米硫氧还蛋白基因ZmTrxf1，结果如下：1.在盐胁迫下ZmTrxf1基因在玉米根、茎和叶中都有表达，且同一时间内叶片中的表达量最高，在根中的表达量最低；并且根、茎和叶中ZmTrxf1相对表达量随着处理时间的增加呈现先上升后下降的趋势，且在36h时基因相对表达量最高。2.在干旱胁迫下ZmTrxf1基因在玉米根、茎和叶中都有表达，且在叶

5、中的表达量最高而根中最低；根中ZmTrxf1相对表达量随着处理时间的增加呈现先上升后下降的趋势，而茎和叶却呈现不同的表达模式，即随着处理时间的增加呈现上升趋势。3.ZmTrxf1基因编码序列全长为543bp，编码180个氨基酸，相对分子质量为19.1kDa，理论等电点为6.59。系统进化树分析表明，该基因与高粱的亲缘关系最近，与烟草的最远。4.构建了原核表达载体pET28a-Trxf1。结果表明：在盐和干旱胁迫下，重组大肠杆菌BL21（pET28a-Trxf1）的生长曲线明显要高于对照组菌株BL21（pET28a）。由此可知，重组大肠杆菌BL21（pET28a-Trxf1）的

6、耐盐性和抗水分胁迫能力均明显高于对照菌株BL21（pET28a）。5.构建了植物双元表达载体pCAMBIA1300-Trxf1。结果表明：转基因拟南芥的株高、果荚数目明显高于野生型，其中果荚数是野生型的1.22-1.32倍。在盐胁迫下，转基因拟南芥种子的相对萌发率明显高于野生型，其中幼苗根长量是野生型的1.04倍以上。在干旱胁迫下，转基因拟南芥种子的相对萌发率明显高于野生型，达到75%；幼苗根长量是野生型的1.07倍。生理生化分析表明，随着胁迫时间的延长，转基因植物叶片含水量、可溶性糖以及抗氧化酶（SOD、POD等）活性均明显高于野生型；而MDA含量和相对电导率却低于野生型。

7、6.采用实时荧光定量PCR方法分析胁迫相关基因的表达情况，结果显示：在盐胁迫下转基因拟南芥中ABI1、DREB1和ERD15的表达量高于野生型；在干旱胁迫下转基因拟南芥中ABI1、RAB18和RD29B的表达量高于野生型。说明ZmTrxf1可能通过调节1青岛农业大学硕士学位论文摘要拟南芥发育过程中的胁迫相关基因的表达来参与盐和干旱胁迫。所有结果说明，ZmTrxf1基因可以作为耐盐抗旱基因，通过基因工程途径转化玉米，达到创制玉米抗逆新种质的目的。关键词：玉米；硫氧还蛋白f1；耐盐性；抗旱性2青岛农业大学硕