TERF1在轉(zhuǎn)基因水稻中的功能分析.pdf

1、在長期的進(jìn)化過程中植物形成多種適應(yīng)機(jī)制以應(yīng)答不同的生物脅迫和非生物脅迫，其中轉(zhuǎn)錄因子激活或者抑制基因的表達(dá)是植物適應(yīng)逆境脅迫的重要方式之一。大量研究表明乙烯反應(yīng)因子(Ethyleneresponivefactor,ERF)是植物特有的一類轉(zhuǎn)錄因子，它在植物生長發(fā)育、逆境脅迫應(yīng)答等方面具有重要的調(diào)控功能。本實(shí)驗(yàn)室以GCC-box為bait，利用酵母單雜交系統(tǒng)從番茄cDNA表達(dá)文庫中篩選到ERF類轉(zhuǎn)錄因子家族的一個(gè)新成員TERF1。在煙草中

2、過表達(dá)TERF1能明顯提高煙草的耐旱性、耐鹽性和ABA的敏感性，表明TERF1是一種多功能ERF轉(zhuǎn)錄因子，深入探討TERF1調(diào)控下游功能基因的表達(dá)是剖析TERF1調(diào)控植物非生物脅迫抗性機(jī)理的關(guān)鍵。鑒于水稻在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和糧食安全中的的重要地位以及其相對(duì)清楚的生物信息基礎(chǔ)，本實(shí)驗(yàn)擬通過建立轉(zhuǎn)TERF1水稻，在明確TERF1在植物非生物脅迫中的功能的基礎(chǔ)上，闡明TERF1可能參與的信號(hào)調(diào)控途徑，為分子設(shè)計(jì)育種提供優(yōu)良的抗性基因和材料。

3、 首先，通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)方法獲得并鑒定了11個(gè)TERF1水稻轉(zhuǎn)基因株系，同時(shí)進(jìn)行繁殖，用T2代轉(zhuǎn)基因水稻進(jìn)行非生物脅迫下的生理功能鑒定，即對(duì)六日齡幼苗分別進(jìn)行干旱和PEG處理。實(shí)驗(yàn)表明TERF1能夠提高轉(zhuǎn)基因水稻的抗旱性和滲透脅迫抗性，在25mMPEG(PEG6000)處理30hr后，野生型水稻(WT)葉尖發(fā)生明顯萎蔫，轉(zhuǎn)TERF1基因水稻株系(OE)發(fā)生萎蔫的程度較輕，并且轉(zhuǎn)基因株系根部明顯比野生型發(fā)達(dá)；在恢復(fù)培養(yǎng)20天后，WT存活率

4、為33.3％，OE-5存活率為88.9％，OE-18和OE-30存活率達(dá)到100％。在干旱處理下，野生型水稻葉片發(fā)生明顯萎蔫，葉片向心卷曲，轉(zhuǎn)基因株系只有少數(shù)葉片萎蔫。研究發(fā)現(xiàn)，在正常生長狀態(tài)下，轉(zhuǎn)基因水稻的脯氨酸含量、胞質(zhì)總蛋白等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的含量明顯高于野生型，表明TERF1的表達(dá)可能通過改變水稻體內(nèi)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)提高植物非生物脅迫的抗性。我們進(jìn)一步從從分子水平剖析了TERF1提高轉(zhuǎn)基因水稻的非生物脅迫抗性的可能途徑。即通過生物信息分