铝胁迫下大豆三个UDP-糖基转移酶基因的功能分析

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1、分类号３３２单位代码：１０１８３：Ｓ研究生学号：２０１６８６４００５密级：公开吉林大学硕士学位论文专业学位（）铝胁迫下大豆三个ＵＤＰ－糖基转移酶基因的功能分析－ＦｕｎｃｔｉｏｎａｌＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｒｅｅＵＤＰｇｌｙｃｏｓｙｌｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅｓｅｎｅｓｕｎｄｅｒｇＡｉｔｒｅｓｓｉｎｓｏｂｅａｎｌｕｍｎｕｍｓｙ作者姓名：孙浩然类别：农业硕士领域（方向农业资源利用指导教师：尤江峰教授培养单位：植物科学学院２０１８年６月铝胁迫下大豆三个UDP-糖基转移酶基因的功能分析Functi

2、onalAnalysisofthreeUDP-glycosyltransferasesgenesunderAluminumstressinsoybean作者姓名：孙浩然领域（方向）：农业资源利用指导教师：尤江峰教授类别：农业硕士答辩日期：2018年5月31日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：

3、所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研宄工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年＜月７日中文摘要铝胁迫下大豆三个UDP-糖基转移酶基因的功能分析铝（Aluminum,Al）毒是酸性土壤上限制作物生产的最大因素之一。细胞壁是植物感知铝毒害的第一屏障，也是累积铝的重要部位。植物细胞壁的基础结构以及多糖构成与铝毒及抗铝的发生紧密

4、相关。尿苷二磷酸葡萄糖基转移酶（UDP-Glucosetransferase,UGTA）广泛存在于植物体中，主要负责将糖基从活化的供体分子移动到接受体上，直接参与多糖、二糖的生物合成。根据前期研究发现，铝胁迫下大豆根系UGTA基因转录表达上调，据此，本研究旨在研究UGTA是否能够调控细胞壁多糖的结构或组分从而影响铝毒的发生。本研究以大豆耐铝品种吉育70作为实验材料，利用前期大豆根尖转录谱中发现的响应于铝胁迫的UGTA基因信息，从大豆基因组中筛选得到三个基因（Glyma.13G090300，Glyma.11G000500和Glyma.08G244700），分别

5、命名为GmUGTA1,GmUGTA2和GmUGTA3，利用生物信息学分析、表达模式分析以及超表达于大豆发根后的细胞壁部分糖类分析解析三个UGTA基因的功能以及与铝毒的关系。具体研究结果如下。1.利用实时荧光定量PCR实验，发现GmUGTA1（Glyma.13G090300），GmUGTA2（Glyma.11G000500）和GmUGTA3（Glyma.08G244700）基因都对铝有一定的响应。在铝处理的24小时内，GmUGTA1的转录峰度变化不大，只在4小时时有约3倍的提高化。GmUGTA2和GmUGTA3的转录丰度从12小时提高，前者在24小时约为18倍

6、，后者则达到27倍。2.将携带UGTA基因的植物表达载体pEGAD-3XHA-LUC，利用发根农杆菌K599转化至大豆发根中。通过LUC标签检验，得到超表达的发根。然后通过LC-MS代谢组学初步分析，发现木糖、葡萄糖等糖类改变最为显著。因此对大豆发根细胞壁进行提取，对细胞壁多糖和木糖、木质素、葡萄糖含量等糖类含量测定。结果表明，无铝处理条件下，GmUGTA1-OE和GmUGTA2-OE的细胞壁多糖、胼胝质、木糖含量改变较显著，木质素含量改变不显著，葡萄糖含量与野生型相比明显下降；GmUGTA3-OE的细胞壁多糖、胼胝质含量改变较显著，但与WT发根相比，其木糖

7、、葡萄糖含量有显著下降，木质素含量改变不I显著。有铝处理条件下，GmUGTA1-OE和GmUGTA3-OE的细胞壁多糖、胼胝质含量进一步提高，木糖、木质素含量改变不大，葡萄糖含量与野生型相比明显下降；GmUGTA2-OE的细胞壁多糖、胼胝质、木糖、木质素含量改变不大，葡萄糖含量与野生型相比明显下降。关键词：铝毒，大豆，UDP-糖基转移酶，细胞壁，多糖IIAbstractFunctionalAnalysisofthreeUDP-glycosyltransferasesgenesunderAluminumstressinsoybeanAltoxicityison

8、eofthemostimportantconstra