西瓜ClIMP基因的功能鑒定.pdf

1、低溫脅迫是影響植物生長(zhǎng)發(fā)育常見(jiàn)的逆境因子，也是造成農(nóng)業(yè)減產(chǎn)的主要原因之一。西瓜（Citrullus lanatus）是喜溫作物，在早春設(shè)施栽培時(shí)，常常會(huì)受到低溫的不良影響，是制約我國(guó)西瓜產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的主要因素之一。研究西瓜耐低溫相關(guān)基因以及低溫脅迫響應(yīng)機(jī)制對(duì)于揭示西瓜耐低溫機(jī)理，培育耐低溫西瓜種質(zhì)具有重要意義。隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)提高作物抗逆性具有重要的理論與經(jīng)濟(jì)意義。
　　 本研究工作的關(guān)鍵在于對(duì)西瓜耐低溫及抗逆

2、基因的鑒定及分子機(jī)理的認(rèn)識(shí)。此前，我們從構(gòu)建的低溫(10℃)脅迫下耐低溫西瓜種質(zhì)(IVSM-9)表達(dá)文庫(kù)中篩選到一個(gè)未知功能基因，發(fā)現(xiàn)它可以被低溫誘導(dǎo)表達(dá)。然后我們克隆到該基因的全長(zhǎng)cDNA序列，經(jīng)Blast比對(duì)發(fā)現(xiàn)其與擬南芥一個(gè)膜蛋白(Integral MembraneProtein)基因（AT3G55390）同源性較高（屬于unknown function基因），命名為ClIMP。
　　 為闡明該基因的功能，我們克隆到該基因

3、的開(kāi)放閱讀框ORF序列，構(gòu)建了過(guò)量表達(dá)載體并轉(zhuǎn)化擬南芥，獲得了轉(zhuǎn)基因T2代植株。同時(shí)從擬南芥種質(zhì)資源中心（Tair）鑒定到一個(gè)T-DNA插入的ClIMP同源基因的突變體at3g55390，通過(guò)對(duì)過(guò)量表達(dá)ClIMP、at3g55390突變體與野生型擬南芥的耐冷性試驗(yàn)和生理生化指標(biāo)的測(cè)定，驗(yàn)證該基因在低溫脅迫中的功能。同時(shí)也初步研究了ClIMP基因在鹽脅迫、滲透脅迫等非生物脅迫中的功能。主要研究結(jié)果如下:
　　 1 ClIMP基因受

4、低溫脅迫誘導(dǎo)表達(dá)，過(guò)量表達(dá)ClIMP基因可以提高植株耐低溫能力。低溫脅迫下，過(guò)量表達(dá)ClIMP基因能提高擬南芥存活率，表現(xiàn)出較強(qiáng)的耐低溫脅迫能力;電導(dǎo)率測(cè)定結(jié)果證實(shí)在細(xì)胞水平上，過(guò)量表達(dá)ClIMP基因顯著減輕低溫脅迫帶來(lái)的傷害;滲透勢(shì)和脯氨酸(pro)的測(cè)定結(jié)果表明，低溫條件下過(guò)量表達(dá)ClIMP基因擬南芥比野生型擬南芥中合成的滲透物質(zhì)多;冷誘導(dǎo)基因在過(guò)量表達(dá)ClIMP基因植株比野生型擬南芥中的表達(dá)量要高。
　　 2 ClIMP基

5、因可能在鹽脅迫下調(diào)控中起重要作用。
　　 在鹽脅迫條件下，野生型和過(guò)量表達(dá)ClIMP基因擬南芥發(fā)芽率稍微降低，但影響較小，而at3g55390突變體的發(fā)芽率顯著降低;此外，過(guò)量表達(dá)ClIMP基因和野生型擬南芥的主根長(zhǎng)和側(cè)根數(shù)都高于at3g55390突變體。這表明ClIMP基因可能在鹽脅迫調(diào)控中起重要作用。
　　 3 ClIMP基因可能不參與植物在滲透脅迫下的響應(yīng)過(guò)程。
　　 在滲透脅迫條件下，at3g55390突