DRE、W和S盒在轉(zhuǎn)基因水稻中的作用分析.pdf

1、植物在長期的進化過程中逐漸形成了誘導(dǎo)型防御反應(yīng)機制,使以消耗物質(zhì)和能量為代價的防御反應(yīng)限制在特定的時間或空間,以實現(xiàn)物質(zhì)和能量的有效利用。防御反應(yīng)基因應(yīng)答逆境脅迫主要由防御反應(yīng)基因啟動子中的順式作用元件與其相應(yīng)的反式作用因子(轉(zhuǎn)錄因子)的識別和結(jié)合所控制,因此,分離、分析應(yīng)答特定逆境的順式作用元件不僅有利于進一步分離其相應(yīng)的轉(zhuǎn)錄因子闡明誘導(dǎo)型防御反應(yīng)的信號傳遞通路,還有利于應(yīng)用這些元件構(gòu)建誘導(dǎo)型人工合成啟動子用于植物抗逆基因工程遺傳改良

2、。本研究對前人從雙子葉植物中分離、鑒定出來的DRE盒、W盒和S盒元件在水稻中應(yīng)答不同逆境的作用進行了較為系統(tǒng)的研究,主要結(jié)果如下:
　　 1、采用常規(guī)的酶切連接技術(shù)與gateway克隆技術(shù)相結(jié)合,構(gòu)建了一套將DRE盒、w盒和S盒等參試順式作用元件插入到CaMV35S核心啟動子(+8bp--46bp)的上游,控制GUS報告基因表達的植物表達載體,通過測序?qū)ι鲜鲚d體進行了驗證；
　　 2、利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化方法分別將上

3、述載體轉(zhuǎn)入粳稻日本晴中,獲得了上述載體相應(yīng)的轉(zhuǎn)基因TO代植株,對上述TO代植株在溫室栽培并進行自交純合和潮霉素浸種篩選,分別獲得其足夠的T1和T2代株系。
　　 3、利用上述轉(zhuǎn)基因株系的種子、植株或其衍生的抗性愈傷組織,采用低溫、高溫、鹽脅迫、稻縱卷葉螟取食和稻瘟病接種等方法處理結(jié)合GUS組織化學(xué)染色的分析方法,分析了DRE盒、W盒和S盒元件在轉(zhuǎn)基因水稻中對參試的不同逆境脅迫的應(yīng)答,并分析了不同元件對上述逆境脅迫應(yīng)答與幾種內(nèi)源激

4、素信號之間的可能關(guān)系:實驗發(fā)現(xiàn),w盒可介導(dǎo)水稻對真菌性病害稻瘟病的應(yīng)答,參與了對稻縱卷葉螟取食的應(yīng)答,還可能與JA和SA信號途徑關(guān)系。DRE盒驅(qū)動的GUS基因表達對各種逆境的應(yīng)答很弱甚至沒有表達,說明在單子葉植物水稻中順式作用元件與反式作用因子之間的識別和互作與其側(cè)翼序列有關(guān)。S盒可明顯介導(dǎo)水稻對稻瘟病和稻縱卷葉螟的應(yīng)答,對各種非生物逆境的應(yīng)答水平不同,而對外源激素有一定的表達。
　　 4、選擇對病原菌或誘發(fā)因子處理高效應(yīng)答的元

5、件,選擇合適的拷貝數(shù)以及適宜的組合,構(gòu)建含多個順式作用元件組合(2×DRE+2×GCC+2×JERE+2×W)的誘導(dǎo)型啟動子的表達載體,并通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化方法獲得轉(zhuǎn)基因TO代植株,并對抗性植株進行PCR分子鑒定。
　　 本研究的初步研究結(jié)果表明,在單子葉水稻和雙子葉植物之間,順式作用元件與其反式作用因子之間的識別和互作激活植物防御反應(yīng)存在著一定程度的保守性,W盒和S盒在稻瘟病和稻縱卷葉螟等生物性逆境脅迫具有較強的應(yīng)答作用