本文關(guān)鍵詞：谷子轉(zhuǎn)錄因子基因SibZIP42在擬南芥中對高鹽和ABA的響應(yīng)

  更多相關(guān)文章： 谷子 bZIP類轉(zhuǎn)錄因子 耐鹽脅迫 ABA信號途徑

【摘要】：【目的】分析谷子抗逆相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子基因Sib ZIP42的特性和生物學(xué)功能,探討Sib ZIP42提高植物耐鹽性的調(diào)控途徑,為作物抗逆分子育種提供新的候選基因�！痉椒ā坷蒙镄畔W(xué)方法分析谷子Sib ZIP42的特性:使用Clustal X 2.0和MEGA 5.05軟件對谷子Sib ZIP42蛋白序列及其同源序列進行多序列比對,并構(gòu)建系統(tǒng)進化樹;從數(shù)據(jù)庫Phytozome獲取谷子Sib ZIP42上游2 000 bp作為啟動子序列,在PLACE數(shù)據(jù)庫對Sib ZIP42啟動子順式作用元件進行分析;使用Net Phos 2.0 Server數(shù)據(jù)庫預(yù)測Sib ZIP42蛋白磷酸化位點;利用實時熒光定量PCR檢測Sib ZIP42在不同脅迫條件下的表達模式;將Sib ZIP42與綠色熒光蛋白GFP融合表達,檢測Sib ZIP42蛋白的亞細胞定位情況;構(gòu)建植物表達載體p BI121-Sib ZIP42,轉(zhuǎn)化擬南芥并檢測轉(zhuǎn)Sib ZIP42擬南芥的耐鹽性及對ABA處理的敏感性。分析轉(zhuǎn)Sib ZIP42擬南芥中ABA及脫水響應(yīng)相關(guān)基因表達變化,分析Sib ZIP42調(diào)控植物耐鹽性的作用機制�！窘Y(jié)果】谷子Sib ZIP42全長546 bp,編碼由181個氨基酸組成的親水性蛋白,分子量約為20.3k D,基因編碼區(qū)包含1個外顯子;系統(tǒng)進化樹分析表明該基因位于b ZIP基因家族的S亞組;Sib ZIP42與擬南芥Atb ZIP42序列同源性最高;啟動子元件分析表明,Sib ZIP42包含ABRE、MYB、MYC等多種逆境脅迫應(yīng)答相關(guān)元件;磷酸化位點分析結(jié)果顯示Sib ZIP42含有14個絲氨酸、4個酪氨酸和1個蘇氨酸磷酸化位點;實時熒光定量PCR結(jié)果顯示,Sib ZIP42對多種非生物脅迫均有不同程度的響應(yīng),在高鹽、干旱(PEG)和ABA處理條件下表達量明顯上升,Sib ZIP42在根部的表達量顯著高于在莖及葉子中的表達;亞細胞定位結(jié)果表明,Sib ZIP42蛋白定位于細胞核中;基因功能分析結(jié)果顯示,在正常MS培養(yǎng)基上,野生型擬南芥WT和Sib ZIP42轉(zhuǎn)基因擬南芥的萌發(fā)率基本一致,在Na Cl濃度為90、120和150 mmol·L~(-1)的MS培養(yǎng)基上,轉(zhuǎn)基因擬南芥萌發(fā)率顯著高于WT,在90 mmol·L~(-1) Na Cl處理條件下,轉(zhuǎn)基因擬南芥的綠化率顯著高于WT;在ABA濃度為0.5、1和2μmol·L~(-1)的MS培養(yǎng)基上,轉(zhuǎn)基因擬南芥的綠化率顯著低于WT;下游基因檢測結(jié)果表明,HIS1-3、RD29B和RAB18等ABA脅迫響應(yīng)相關(guān)基因以及脫水響應(yīng)相關(guān)基因At PIP2A在轉(zhuǎn)基因植株中表達量顯著高于在WT中的表達,表明Sib ZIP42可能通過ABA信號途徑提高植物對高鹽脅迫的耐性。【結(jié)論】與WT相比,Sib ZIP42轉(zhuǎn)基因擬南芥株系在種子萌發(fā)時期耐鹽性顯著提高。同時,在種子萌發(fā)后期Sib ZIP42轉(zhuǎn)基因株系相比于WT對ABA處理的敏感性增強,Sib ZIP42可能通過ABA信號途徑正向調(diào)控植物的耐鹽性。
【作者單位】： 西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院/旱區(qū)作物逆境生物學(xué)國家重點實驗室;中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所/農(nóng)作物基因資源與基因改良國家重大科學(xué)工程/農(nóng)業(yè)部麥類生物學(xué)與作物遺傳育種重點實驗室;西北農(nóng)林科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 谷子 bZIP類轉(zhuǎn)錄因子 耐鹽脅迫 ABA信號途徑
【基金】：國家轉(zhuǎn)基因生物新品種培育重大專項(2014ZX08002-003B) 陜西省科技統(tǒng)籌創(chuàng)新工程計劃(2014KTZB02-01-01) 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新工程
【分類號】：S515
【正文快照】： 0引言 【研究意義】土壤鹽堿化嚴重影響植物生長發(fā)育,威脅糧食的產(chǎn)量和品質(zhì),因此,耐鹽性改良已經(jīng)成為作物分子育種的重要目標(biāo)之一[1-2]。谷子起源于中國,具有抗旱、耐瘠薄、適應(yīng)性強等突出特點,目前,谷子已經(jīng)成為單子葉作物抗逆功能基因組研究的模式作物[3]。順式作用元件和

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本文編號：849250