高温胁迫会影响植物的生长与发育，而植物对于热胁迫的响应比较复杂，关于拟南芥是如何感知和转导高温胁迫的研究虽比较多，但还有许多问题有待解决。随着全球气候变暖的加剧，高温成为危害植物正常生长的主要逆境之一。因此，克隆植物耐热调控基因，分析植物的耐热机制，既可提高我们对植物耐热机制的理论认识水平，又可为植物热害防控提供理论指导。本研究以77份拟南芥自然变种为材料，通过全基因组关联分析(Genome-Wide Associated study，GWAS)，定位到4个与拟南芥幼苗耐热性相关的QTL(quantitative trait locus)，并对其中一个QTL位点的候选基因进行了筛选鉴定，最终通过突变体耐热性测定及单倍型分析等证明TON1B为该位点的决定基因。
目录
摘要2
关键词2
Abstract2
Key words2
引言2
1材料与方法3
1.1材料 3
1.2方法 3
1.2.1实验室种植3
1.2.2主要试剂和仪器3
1.2.3 1/2MS培养基4
1.2.4拟南芥幼苗培养和处理方法4
1.2.5农杆菌介导的拟南芥转化4
1.2.6突变体基因型鉴定4
1.2.7全基因组关联分析 4
1.2.8 关联SNPs候选基因搜索4
1.2.9单倍体型分析 4
2结果和分析5
2.1热处理条件的确定5
2.2苗期耐热性表型SNP标记的全基因组关联分析5
2.3候选基因确定5
2.4 Ton1B自然变异引起的耐热性差异7
3讨论 7
致谢8
参考文献8
拟南芥Ton1B调控高温胁反应的分子机制研究
引言
温度是植物生长发育的主要环境影响因子之一，由于甲烷、二氧化碳、氯氟化碳等温室气体的大量排放，全球性气温不断升高，高温胁迫对植物的危害日益加重，已成为限制粮食生产的主要自然因素之一。近年来，对植物高温胁迫响应机理的研究已经成为生命科学研究中的热点领域，研究模式植物拟南芥的高温 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: &351916072& 
伤害及其生理生化基础，对于研究其他植物的耐热机制具有重要的参考意义。
植物进化过程中形成许多应对高温逆境的机制，包括基础耐热性和获得耐热性[1]。植物的一些基因在受到高温胁迫时会被激活，从而导致一些代谢物和蛋白水平的增加，这些基因中有些可能具有保护植物免受高温胁迫伤害的功能，有些可能会激活某些特定基因的表达从而增强植物的耐热性。目前，已经克隆与植物耐热性有关的基因主要分为热激蛋白(HSPs heat shock proteins)、热激转录因子(HSFs，heat stress transcription factors)与稳定性抗氧化和激素相关的基因等[2]。
近年来的研究结果获得了几种能增强植物耐热性的途径，为植物耐热性研究提供了参考。其中大致可分为3条途径：其一，高温导致植物细胞膜系统流动性加强和细胞骨架的重组，造成胞外钙离子的涌入，而钙离子的变化激活钙依赖蛋白激酶(CDPK，calcium
dependent protein kinase)的活性，进一步诱导了促分裂素原活化蛋白激酶(MAPK，mitogenactivated protein kinases)，再将信号传递到细胞核，诱导热激基因的表达；其二，高温导致胞质内蛋白质变性，变性的蛋白质聚集，进而引起热激蛋白Hsp70/90和热激转录因子HsfA/B的积累，热激蛋白使变性的蛋白质复性，具有分子伴侣的功能，有助于高温下保持和恢复蛋白质的活性结构。其中HSP70与抗热性的关系最为突出热激转录因子HsfA/B进入细胞核与热激元件结合，诱导热激基因的表达；其三，热胁迫引起活性氧类物质的生成，由此激发活性氧类物质介导的信号传导途径通过某种未知途径将信号传至细胞核内，同热激基因的其他元件相结合，诱导热激基因的表达[3]。
拟南芥(Arabidopsis thaliana)属十字花科，与白菜、油菜、甘蓝等经济作物同属一科。在自然界中主要分布于温带，集中在欧洲地区，在东非、亚洲大陆、日本也都有分布，一般生长在野外干燥土壤中。现在从世界各地共收集到>2000多个拟南芥生态型，这些生态型在形态发育、生理反应方面存在很大差异。为了适应不同环境的生长温度,分布于不同地区的植物自然品种中存在着广泛的自然变异，因此自然群体是我们研究植物耐热性的良好材料。近年来，随着高通量基因型分型技术的发展和关联分析理论的不断完善，全基因组关联分析(GWAS)在植物研究领域的应用越来越广泛。关联分析(Association Analysis)又称关联定位(Association Mapping)，是作用于同一染色体或者不同染色体上不同位点等位基因之间的连锁不平衡，从而进行性状与标记的相关性分析。主要有基于候选基因的关联分析和基于全基因组(genomewide)的关联分析。候选基因关联分析(Candidate gene association study，CGAS)是以目标性状代谢网络遗传分析为基础，从而推断可能参与目标性状调控的候选基因[4,5]。全基因组关联分析(Genomewide association study，GWAS)是一种对全基因组范围内常见遗传变异(单核苷酸多态性和拷贝数)总体关联分析的方法。全基因组关联分析需要选择一定数量覆盖全基因组的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism，SNP)用于研究的群体进行全基因组扫描，然后将得到的分子数据与表型数据进行关联分析，类似于基于候选基因的关联分析，若某个SNP与表型性状显著关联，那么这个SNP与表型数据存在协同变异的关系。因此，GWAS是一种综合系统的分析方法，除了检测基因组SNP之外，还需要考虑种质材料的代表性材料的群体结构和LD分析表型的选择与鉴定以及表型与基因型的关联分析模型的选择等[6]。
本研究以77份拟南芥自然变种为材料，通过在高温条件下幼苗存活率的测定，应用全基因组关联分析(GenomeWide Associated study，GWAS)，定位到4个与拟南芥幼苗耐热性相关的QTL(quantitative trait locus)。并对其中一个QTL位点的候选基因进行了筛选鉴定，最终通过突变体耐热性测定及单倍型分析等证明AtTON1B为该位点的决定基因。

原文链接：http://www.jxszl.com/swgc/smkx/563188.html