小麥漸滲系山融3號(hào)轉(zhuǎn)錄因子TaNAC6A的克隆、表達(dá)及功能研究.pdf

1、一直以來(lái)，植物生長(zhǎng)都面臨干旱、低溫、高鹽和病蟲(chóng)害感染等生物及非生物脅迫。為了應(yīng)對(duì)這些危害，植物在形態(tài)及生化特性方面進(jìn)化出一系列特質(zhì)，以適應(yīng)客觀環(huán)境的惡劣條件。植物抗脅迫的復(fù)雜反應(yīng)機(jī)制依靠一系列調(diào)節(jié)基因完成，這些調(diào)節(jié)基因用于編碼功能性蛋白或調(diào)節(jié)蛋白。這些基因調(diào)節(jié)機(jī)制中最典型的一類就是轉(zhuǎn)錄因子調(diào)節(jié)機(jī)制。轉(zhuǎn)錄因子通過(guò)信號(hào)級(jí)聯(lián)來(lái)響應(yīng)環(huán)境刺激，并且通過(guò)直接的相互作用，或通過(guò)與其他蛋白質(zhì)的結(jié)合，結(jié)合特異的DNA序列，以此發(fā)揮作用。
　　 本

2、實(shí)驗(yàn)室利用不對(duì)稱體細(xì)胞雜交技術(shù)，得到普通小麥濟(jì)南177（TriticumaestivumL.2n=42）與其強(qiáng)耐鹽性近緣屬長(zhǎng)穗偃麥草（Thinopyrumponticum2n=70）的雜種耐鹽漸滲系新品種山融3號(hào)(SR3)。遺傳及生理生化分析結(jié)果表明，耐鹽新品種山融3號(hào)基因組中含有長(zhǎng)穗偃麥草染色體的小片段，而其包括耐鹽指標(biāo)在內(nèi)的各項(xiàng)生理生化指標(biāo)均優(yōu)于其親本。山融3號(hào)耐鹽性狀是由一個(gè)主效基因位點(diǎn)和多個(gè)微效基因位點(diǎn)共同控制的。
　　

3、 本實(shí)驗(yàn)依據(jù)山融3號(hào)和親本JN177在NaCl和PEG脅迫下基因差異表達(dá)的芯片信息，從山融3號(hào)鹽脅迫的全長(zhǎng)cDNA文庫(kù)中克隆得到一個(gè)對(duì)于高鹽、干旱等非生物脅迫及ABA響應(yīng)的轉(zhuǎn)錄因子基因TaNAC6A，并對(duì)其進(jìn)行了初步的研究和鑒定。該基因全長(zhǎng)900個(gè)堿基，編碼299個(gè)氨基酸，其編碼的蛋白包含一個(gè)高度保守的N-端結(jié)構(gòu)域和一個(gè)高度活躍的C-端結(jié)構(gòu)域，其中的N-端結(jié)構(gòu)域是DNA結(jié)合域（又叫NAC域），C-端結(jié)構(gòu)域是轉(zhuǎn)錄激活區(qū)域。RT-PCR分析

4、結(jié)果顯示:在鹽處理、過(guò)氧化氫處理及ABA處理后，該基因均有明顯上調(diào)趨勢(shì)。體外轉(zhuǎn)錄活性激活實(shí)驗(yàn)顯示:該基因的全長(zhǎng)序列具有轉(zhuǎn)錄激活活性。亞細(xì)胞定位實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該基因編碼的蛋白質(zhì)定位于細(xì)胞核中，是一種核定位蛋白。構(gòu)建植物表達(dá)載體并轉(zhuǎn)入模式植物擬南芥中，得到過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)基因純系。過(guò)表達(dá)系在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中表現(xiàn)出延遲發(fā)育、提前開(kāi)花、莢果短小、植株矮小以及卷葉等現(xiàn)象。另外經(jīng)過(guò)NaCl、H2O2、ABA處理后轉(zhuǎn)基因株系具有更強(qiáng)的抗脅迫能力，而控水實(shí)驗(yàn)結(jié)果

5、表明轉(zhuǎn)基因株系在旱脅迫條件下比野生型具有更強(qiáng)的抗旱能力。為了深入了解TaNAC6A基因?qū)τ诜巧锩{迫及激素的響應(yīng)機(jī)制，本實(shí)驗(yàn)克隆了SR3中TaNAC6A基因的一段啟動(dòng)子序列，并且在分析該段序列后發(fā)現(xiàn)，除了一些必需元件以外，該段啟動(dòng)子中還含有一些如MBS結(jié)合位點(diǎn)、ABRE結(jié)合位點(diǎn)的脅迫響應(yīng)元件，從而從啟動(dòng)子的角度上證明了該基因能夠參與多種非生物脅迫的響應(yīng)過(guò)程。為了進(jìn)一步了解該基因引起葉片卷曲及抗逆性的可能作用機(jī)制，我們進(jìn)行了細(xì)胞壁合成及抗