玉米中5個抗逆相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子基因的克隆及轉(zhuǎn)化玉米的研究.pdf

1、干旱等非生物脅迫因素是影響玉米品質(zhì)與產(chǎn)量的主要因素之一,而玉米又是我國主要的糧食、飼料與經(jīng)濟(jì)作物,每年的需求量很大,因此培育抗旱節(jié)水的玉米新品種具有重要的意義。目前利用基因工程技術(shù)手段通過品種改良提高玉米品種的耐旱能力,是克服干旱危害最為經(jīng)濟(jì)有效的方法。
　　 轉(zhuǎn)錄因子(transcriptionfactor,TF)又稱反式作用因子,是一群能與真核基因啟動子區(qū)域中的順式作用元件發(fā)生特異性結(jié)合,從而保證目的基因以特定的強(qiáng)度、在特定

2、的時間與空間表達(dá)的蛋白質(zhì)分子。當(dāng)植物感受外界干旱、高鹽、低溫時,通過一系列信號傳遞,激活轉(zhuǎn)錄因子,轉(zhuǎn)錄因子與相應(yīng)的順式作用元件結(jié)合后,激活許多逆境誘導(dǎo)基因的表達(dá),從而增強(qiáng)植物對逆境的忍耐力。本實(shí)驗(yàn)以玉米自交系吉444、Mo17、京24為材料,采用花粉管通道法將抗逆相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子基因?qū)胗衩鬃越幌?對玉米中DREB1A、DREB1D、AB15、DREB4、DREB3的5個轉(zhuǎn)錄因子基因是否具有抗逆功能作了初步研究,主要研究結(jié)果如下:

3、　　 1.從玉米基因組中克隆了4個轉(zhuǎn)錄因子基因:DREB1A、DREBJ1D、A815、DREB4,合成了1個轉(zhuǎn)錄因子基因DREB3,并構(gòu)建了相應(yīng)的正反義植物表達(dá)載體:pGM0229-DREB1A-EPSPS、pGM0229-DREB1D-EPSPS、pGM0229-AB15-EPSPS、pGM0229-DREB4-bar、pGM0229-DREB3-EPSPS。
　　 2.利用花粉管通道法以質(zhì)粒或農(nóng)桿菌的形式將構(gòu)建好的5對正

4、反義表達(dá)載體分別轉(zhuǎn)入玉米自交系吉444,Mo17,京24等品種中。經(jīng)過除草劑(草甘膦或草丁膦)篩選,獲得3個轉(zhuǎn)錄因子基因(DREB4、DREB3、DREB1D)的T1代抗性苗,對其進(jìn)行PCR(或PCR-Southern)分析,同時整合選擇標(biāo)記基因與目的基因的植株有:轉(zhuǎn)pGM0229-DREB4-bar正義載體的質(zhì)粒轉(zhuǎn)化的植株獲得3株陽性苗,農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化的植株獲得2株陽性苗,轉(zhuǎn)pGM0229-DREB4-bar反義載體的質(zhì)粒轉(zhuǎn)化的植株獲得1

5、株陽性苗;轉(zhuǎn)pGM0229-DREB3-EPSPS正義載體的農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化的植株獲得2株陽性苗;轉(zhuǎn)pGM0229-DREB1D-EPSPS正義載體的質(zhì)粒轉(zhuǎn)化的植株獲得2株陽性苗。初步結(jié)果表明已分別獲得了轉(zhuǎn)DREB4、DREB3、DREB1D基因的轉(zhuǎn)基因植株。
　　 3.對其中DREB4基因的T2代轉(zhuǎn)基因植株進(jìn)行功能驗(yàn)證,通過控水處理,進(jìn)而測其生理指標(biāo),細(xì)胞膜穩(wěn)定性、葉片相對含水量、丙二醛含量、脯氨酸含量等4個生理指標(biāo)均從一定程度上證