毛白杨钙离子依赖的核酸酶ptcdd基因在次生木质部发育中的功能研究

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1、分类号S722密级公开UDC学位论文毛白杨钙离子依赖的核酸酶PtCDD基因在次生木质部发育中的功能研究2+StudytheFunctionofPtCDD,aCaDependentNuclease,thatIsInvolvedinSecondaryXylemDevelopmentinPopulustomentosa.王俊刚指导教师姓名卢孟柱研究员申请学位级别博士专业名称林木遗传育种研究方向树木性状的分子基础论文提交日期2015年5月论文答辩日期2015年6月学位授予日期2015年7月答辩委员会主席评阅人北京·中国林业科学研究院学位论文毛白杨

2、钙离子依赖的核酸酶PtCDD基因在次生木质部发育中的功能研究学位论文作者王俊刚指导教师姓名卢孟柱研究员申请学位级别博士专业名称林木遗传育种研究方向树木形成的分子基础论文答辩日期2015年6月中国·北京DissertationfortheDegree2+StudytheFunctionofPtCDD,aCaDependentNuclease,thatIsInvolvedinSecondaryXylemDevelopmentinPopulustomentosa.Candidate:JungangWangSupervisor:MengzhuLu

3、AcademicDegreeAppliedfor:Ph.DForestTreeGeneticsandSpeciality:BreedingDateofDefence:June2015Degree-conferring-institution:ChineseAcademyofForestry*AF~m~~~~N~X~ft~A~~~m~r*tr~~~I~~~~~~~~*"£:(~Nf9m.~TX~*f~rJ1Jnl;{t~i±;f~H&iMI¥JM1J&~.i~X~~§-a-:JtfmAB~~7&~m~tt~~~~*·~~~*~~~*~~~~

4、~~N~A~~~m~~~&~~~w~mtt~~~"~~-~I~~~~~*~~m~~ffM~~~B~~x~~T~~I¥Ji)t~#~li'iM~0*~~~X~#~~7M~~#~W*~~~~*~m,~m~~*X~-~.~OO#~~~w~~~tt~m*~~~~~wn~m~~~~x~•~#~mft.ftW~~-~OO~~OO"*A~~~OO#~~~~~~m~~~N~X~~$~$%~~-A~~~M~mtr~•·ey~*ffl~~,·~~~~~~~¥~*~,~~~&~x"C~W~~N~XffMWFo~ffl*~~~)}o/J/;f.7JJ)B摘要木材

5、发育是植物发育生物学领域研究的前沿热点，具有典型的细胞程序化死亡的特征。其发育过程包括维管形成层细胞启动分化，细胞的迅速扩张，次生细胞壁的沉积，最后细胞死亡四个过程。核酸酶在木质部细胞死亡的最后阶段发挥至关重要的作用。近期的研究表明SNc结构域基因家族中核酸酶基因参与了单性花的塑造和杜仲次生木质部发育，但在杨树茎的次生木质部发育中尚未发现该类型基因。因此，研究次生木质部核酸酶基因的功能对于揭示次生木质部发育的机理具有重要意义。本论文着重研究了毛白杨次生木质部发育中PtCDD基因的重要作用，研究结果为理解毛白杨木材发育的分子机理提供了重要信

6、息。主要研究结果如下：PtCDD基因序列分析表明属于典型的SNc结构域基因家族。RT-PCR结果表明，PtCDD基因在杨树根、茎、叶、雄花序、雌花序和花粉等组织中均有表达。进一步检测表明PtCDD基因在茎中主要是在韧皮部，形成层和未成熟木质部表达。PtCDD启动子融合GUS报告基因转化84K杨后，通过GUS染色分析发现，GUS主要在杨树维管组织中特异表达，尤其在韧皮部，形成层和未成熟木质部中检测到特异的GUS信号。PtCDD基因的表达模式表明PtCDD基因可能参与了杨树维管组织的发育。通过PtCDD基因启动子序列分析，发现该基因启动子区域

7、富含激素和环境相关的顺式作用元件。分别通过激素ABA和GA，以及SA、干旱和NaCl处理PPtCDD::GUS转基因84K叶片，发现GUS的活性受到这些因素的影响。这些结果都说明PtCDD基因可能受到多种激素和环境的影响而表达。为了研究PtCDD基因的功能，分别在PtCDDN端和C端融合绿色荧光蛋白（GFP）进行活体蛋白亚细胞定位观察，结果显示PtCDD蛋白C端氨基酸序列具有影响该蛋白定位的功能，而GFP-PtCDD蛋白与核定位RFP-IIP蛋白共定位结果表明，PtCDD基因的表达产物可以随着时间的延伸而准确的定位于细胞核中。为了研究Pt

8、CDD基因在活体植物组织细胞中的功能，采用农杆菌介导的方法，分别在烟草叶片中瞬时表达PtCDD基因、PtCDD基因Ca2+结合位点突变和PtCDD基因SNc活性位点突变，观察它们对烟草叶片细胞