【摘要】：土壤鹽堿化嚴重影響作物生長和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力,嚴重影響植物細胞滲透壓調(diào)節(jié)、離子平衡、活性氧的清除等。植物可以通過識別外部信號產(chǎn)生相應的反應途徑來對脅迫環(huán)境防御,鋅指蛋白轉(zhuǎn)錄因子對植物應激反應的調(diào)節(jié)作用已被廣泛報道。然而,關(guān)于C2HC型鋅指蛋白在水稻響應堿性鹽脅迫中的功能還知之甚少。本研究以前期實驗室篩選到的表達序列標簽為基礎(chǔ),經(jīng)BLAST比對分析表明:與編碼基因(登錄號:AK068488)相似,其編碼304個氨基酸,并經(jīng)蛋白質(zhì)保守結(jié)構(gòu)在線網(wǎng)站分析獲得:該基因編碼C2HC型鋅指蛋白,其分子量大小為33.6kDa,將其命名為OsZFP6。采用RT-PCR方法從水稻日本晴中克隆到該基因,分別經(jīng)過Southern雜交以及表達特異性分析表明:OsZFP6基因在水稻基因組中,是以單拷貝形式存在;生殖期時,在根、莖、葉、葉鞘、穗中都有表達。同時,分別使用堿性鹽(NaHCO3)和H2O2對水稻兩周齡幼苗進行脅迫處理,檢測到OsZFP6相對表達量受其誘導,并在葉和根中出現(xiàn)差異,因此,推測OsZFP6參與相應的逆境響應調(diào)節(jié)途徑。為了檢測其功能定位,我們將一個綠色熒光蛋白(GFP)與之融合,檢測該融合蛋白的表達,在細胞核中發(fā)現(xiàn)了 GFP信號,表明OsZFP6在細胞核中發(fā)揮功能。此外,對過表達OsZFP6的擬南芥轉(zhuǎn)基因植株分別進行NaHCO3和H2O2脅迫處理,結(jié)果表明過表達植株均具有較強的耐受性;并且在株高、鮮重生理指標上,野生型植株低于過表達OsZFP6植株,但在體內(nèi)的MDA、H2O2含量測量中,出現(xiàn)相反的結(jié)果;同時,AtSOD1、AtAPX3、AtCAT1以及AtSOS1的相對表達量在經(jīng)過脅迫處理后的過表達擬南芥中上調(diào)明顯,說明OsZFP6可以通過參與調(diào)節(jié)抗氧化基因來清除活性氧,來增強植物的抗性。本研究又分析了水稻萌發(fā)后期NaHCO3脅迫的耐受性分析,過表達OsZFP6水稻耐受NaHCO3脅迫損傷能力高于野生型植株;過表達OsZFP6水稻生長的生理指標優(yōu)于野生型植株。初步推測OsZFP6基因參與響應堿性鹽脅迫途徑的調(diào)控,可能在轉(zhuǎn)錄調(diào)控中直接或間接發(fā)揮重要作用。總之,我們揭示了OsZFP 能參與堿性鹽和H2O2脅迫應答,對增強作物耐堿性起著重要作用。
【學位授予單位】：東北林業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：Q943.2;Q945.78
【圖文】：

在松嫩平原蘇打鹽堿地上，低濃度的堿性鹽（ＮａＨＣ０３和Ｎａ２Ｃ０３）所產(chǎn)生的脅迫作逡逑用強于同等濃度中性鹽所產(chǎn)生的脅迫作用，碳酸鹽對植物所產(chǎn)生的脅迫主要是由Ｎａ＋、逡逑Ｃ０３２＼邋ＨＣ０３＿和較高ｐＨ值誘導產(chǎn)生，植物體內(nèi)眾多代謝途徑受到影響如圖１－１所示，植逡逑物細胞滲透壓調(diào)節(jié)、有機酸堿的平衡、植物根系對離子的吸收和利用、蛋白質(zhì)合成、信逡逑號轉(zhuǎn)導以及碳酸合物能量代謝［６＿１（）］。同時，較低濃度的碳酸鹽所產(chǎn)生的脅迫，就可以誘逡逑導植物體內(nèi)過多的活性氧產(chǎn)生，對植物造成氧化損傷［１１］。逡逑Ｉｏｎｉｃ．邋ｏｓｍｏＵｃ．邋ａｎｄ邐ＲＯＳ邋ｓｃａｖｅｎｇｉｎｇ逡逑ｐＨ邋Ｈｏｍｅｏｓ－ｉａｓｉｓ邐Ｆ？ＯＤ，邋ＧＰＸ邋ａｎｄ邋Ｐｒ＊Ｒ邋ｐａｔｈｗａｙ逡逑Ｈａ＇邋ｕｐｔａｋｅ邐＾逡逑Ｋ＊邐ａｎｄ逡逑／邐ｉｔ逡逑Ｇｌｙｃｉｎｅ邋ｂｅｔａｍｅ邋－邐－邐？＊邋ＭＤＡ邋ａｎｄ邋ＲＥＬ逡逑ＳｏｌＭｉｓｉ？邋ｓ？§ｓｒ邐Ｍｅｍｂｒａｎｅ邋ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ逡逑－－一邐＇邋Ｓｉｇ？ａｉｉｎｇ邋＊邋Ｉ逡逑，＞邋Ｖｅｓｉｃａ邋ｔｒｓｍｃｋｍｇ邐＾邐＾Ｃａ－１＊邋ｓ＾ｇｎａｌｔｎｇ邋：邐Ｉ逡逑＼邋ｔ邋＿邐．邐Ｐｒｏｔｅｉｎ邋ｐｈｏｓｐｈｏｒｙｌａｔｉｏｎ邋＊邐／逡逑＼邋＊邋Ｃａｒｂｏｈｙａｒａｔｅ邋ａｎｄ邐ｃａｓｃａｄｅｓ邐

者發(fā)現(xiàn)鋅指蛋白的每個重復序列都是單獨一個折疊蛋白，其保守基序列ｃｘ２．逡逑４ＣＸ３ＦＸ５ＬＸ２ＨＸ３＿５Ｈ邋（Ｘ代表任意氨基酸序列，數(shù)字代表個數(shù)）［６７］。鋅離子螯合在由這些逡逑基序折疊成緊密結(jié)合的ｐｐａ結(jié)構(gòu)中如圖１－３邋（ａ）所示，最后通過與Ｃｙｓ和Ｈｉｓ結(jié)合，形成四逡逑面體結(jié)構(gòu)［６７］。Ｃ２ＨＣ型鋅指型蛋白如圖１－３邋（ｂ）所示，首先在逆轉(zhuǎn)錄病毒中有所報導，逡逑含有Ｃ－Ｘ２－Ｃ－Ｘ４－Ｈ－Ｘ４－Ｃ保守基序，主要參與ＲＮＡ結(jié)合［７３］。它們的功能以及其穩(wěn)定性分別逡逑與離子種類、鋅離子的螯合濃度有一定的關(guān)系，并且將鋅離子用其他金屬離子取代后，逡逑其功能也會受到影響［６７］。逡逑（ａ）邐（ｂ）逡逑圖１－３鋅指蛋白結(jié)構(gòu)模型［７４］；邋（ａ）邋Ｃ２Ｈ２鋅指蛋白結(jié)構(gòu)模型；（ｂ）邋Ｃ２ＨＣ鋅指蛋白結(jié)構(gòu)模型逡逑Ｆｉｇ．邋１－３邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｏｆ邋ｚｉｎｃ邋ｆｉｎｇｅｒ邋ｐｒｏｔｅｉｎ；邋（ａ）邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｏｆ邋Ｃ２Ｈ２邋ｚｉｎｃ邋ｆｉｎｇｅｒ邋ｐｒｏｔｅｉｎ；邋（ｂ）邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｏｆ邋Ｃ２ＨＣ逡逑ｚｉｎｃ邋ｆｉｎｇｅｒ邋ｐｒｏｔｅｉｎ逡逑１．３．２鋅指蛋白的分類逡逑不同種鋅指蛋白的分類的方式是根據(jù)在鋅指結(jié)構(gòu)中的半胱氨酸和組氨酸的數(shù)量、空逡逑間分布的不同以及在不同物種間差別進行分類的。以下四種分類方式最為常見：根據(jù)由逡逑鋅離子結(jié)合的Ｃｙｓ和Ｈｉｓ的數(shù)量或者是與它們結(jié)合后所形成空間類型進分類［７４＿７５］；逡逑Ｔａｋａｔｓｕｊｉ等主要是針對植物中的鋅指蛋白進行分類［７６］；同時，根據(jù)其保守結(jié)構(gòu)域的差異逡逑性

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