ABA脅迫相關(guān)的小麥NAC基因的克隆及功能研究.pdf

1、干旱、鹽堿等非生物逆境脅迫嚴(yán)重影響植物的正常生長(zhǎng)發(fā)育，而植物在長(zhǎng)期進(jìn)化過程中會(huì)形成一系列有效的作用機(jī)制，其中包括調(diào)控與脅迫相關(guān)的基因表達(dá)以應(yīng)對(duì)外界不良環(huán)境。由逆境脅迫誘導(dǎo)表達(dá)的基因被大致分為兩大類:即編碼功能蛋白的基因和參與逆境脅迫信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程的編碼轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白的基因。轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)節(jié)便是植物抵御脅迫的有效機(jī)制之一，它由逆境信號(hào)激活產(chǎn)生，與相應(yīng)順式作用元件結(jié)合，激活或者抑制下游基因的表達(dá)。
　　NAC轉(zhuǎn)錄因子不僅是植物中較大的一個(gè)家

2、族，也是植物特有的一類轉(zhuǎn)錄因子家族，它參與調(diào)控植物的生長(zhǎng)發(fā)育如次生生長(zhǎng)、種子萌發(fā)、開花、衰老等及生物脅迫和非生物脅迫應(yīng)答過程。小麥(Triticum aestivum L.)是我國(guó)主要糧食作物之一，在世界范圍內(nèi)也被廣泛種植。我們通過半定量RT-PCR篩選出3個(gè)對(duì)ABA反應(yīng)上調(diào)的NAC基因來研究。對(duì)這三個(gè)NAC轉(zhuǎn)錄因子進(jìn)行保守結(jié)構(gòu)域分析，發(fā)現(xiàn)有TaNAM1和TaNAC10具有NAM超家族結(jié)構(gòu)域;經(jīng)過酵母單雜交實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，TaNAC1、TaN

3、AM1、TaNAC10均具有轉(zhuǎn)錄激活活性;將含有綠色熒光蛋白(GFP)的載體pBI221與TaNAC1、TaNAM1、TaNAC10構(gòu)建成融合表達(dá)載體，經(jīng)轉(zhuǎn)化洋蔥表皮細(xì)胞進(jìn)行亞細(xì)胞定位發(fā)現(xiàn)，TaNAM1和TaNAC10僅定位于細(xì)胞核，不具有NAC保守結(jié)構(gòu)域TaNAC1的位于細(xì)胞核及細(xì)胞質(zhì)。
　　利用Realtime PCR手段對(duì)TaNAC10進(jìn)行不同小麥品種表達(dá)模式分析可知，在ABA處理下，SR3和JN177的葉與根中，均呈上調(diào)表

4、達(dá)趨勢(shì);在NaCl處理下，JN177和SR3葉子及JN177根中表達(dá)上調(diào);在H2O2處理下，在JN177根和葉中呈上調(diào)趨勢(shì)，在SR3根中呈下調(diào)表達(dá)趨勢(shì)。對(duì)轉(zhuǎn)基因擬南芥株系的表達(dá)量測(cè)定可知，純系中TaNAC10的表達(dá)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過野生型，并且可以穩(wěn)定遺傳。
　　通過轉(zhuǎn)基因擬南芥的表型分析可知，與野生型相比，過表達(dá)株系的萌發(fā)率不受ABA和NaCl的影響;在高濃度ABA和NaCl條件下，過表達(dá)株系根系明顯長(zhǎng)于對(duì)照，說明TaNA C10基因賦

5、予植株一定的耐鹽性，并且對(duì)ABA不敏感;在H2O2處理下，過表達(dá)株系側(cè)根增多，葉子顏色也綠于對(duì)照組。對(duì)ABA通路的脅迫應(yīng)答相關(guān)的Marker基因的檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，RD29B、RAB18、ABA1及NCED3在過表達(dá)系中的表達(dá)量要高于對(duì)照組株系;而AtMYB2、CBF3、ABA2的表達(dá)要低于對(duì)照組。對(duì)ROS通路相關(guān)Marker基因的檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，GPX1、APX2在過表達(dá)系中表達(dá)上調(diào);SOD及CAT1則下調(diào)。
　　以上實(shí)驗(yàn)表明TNAC10在非