誘導(dǎo)型保衛(wèi)細(xì)胞特異性啟動子的構(gòu)建及atdof1.7基因超表達(dá)對氣孔運(yùn)動的影響

1、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文誘導(dǎo)型保衛(wèi)細(xì)胞特異性啟動子的構(gòu)建及Atdof1.7基因超表達(dá)對氣孔運(yùn)動的影響姓名：李軍申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：植物學(xué)指導(dǎo)教師：王學(xué)臣20040601A b s t r a c tS t o m a t a [ p o r e s o n t h e s u r f a c e o f l e a f a r e g a t e w a y s o f g a s e x c h a n g e b e t w e

2、 e n p l a n t s a n da t m o s p h e r e I t w a s e s t i m a t e dt h a tp l a n t sa c c o u n tf o ra r o u n d6 5 ％f l e s hw a t e r u s ee v e r yy e a r , w h i c hw a sm a i n l yl o s tt h r o u g h s t o m a

3、t a ．S oi ti sn e c e s s a r y t or e g u l a t et h eo p e n i n g a n d c l o s i n g o f s t o m a t a i no r d e r t os a v ew a t e ra n d i m p r o v e p l a n td r o u g h tr e s i s t a n c e ．T h eg e n e t i c

4、r e g u l a t i o no f s t o m a t a lm o v e m e n t m a i n l yd e p e n d s o n a l le f f i c i e n tc o n t r o ls y s t e m o f g e n e e x p r e s s i o n ，a n d g u a r d c e l l - s p e c i f i cp r o m o t e r

5、i sb e c o m i n go n eo ft h eb e s tc h o i c e s ．T h e nat e n t a t i v ep l a nc a m e t oo u rb r a i n s ，i si t p o s s i b l ef o ru st oa s s u r eg u a r dc e l l st oo p e nw h e n w a t e r s u p p l yi se

6、n o u g h ，a n dc l o s e r a p i d l yw h e n p l a n t sc o m e a c r o s sd r o u g h t s t r e s sb yr e g u l a t i n ge x p r e s s i o n a lp a t t e m o f g e n e s ? I n d u c i b l eg u a r dc e l l - s p e c i

7、 f i cp r o m o t e r sc a l lp l a ya ni m p o r t a n tr o l ei nd r i v i n gt a r g e tg e n ee x p r e s s i o na ts p e c i f i cp o s i t i o ni ng i v e nc o n d i t i o n ss u c ha sd r o u g h ts t r e s s ．I n

8、t h i ss t u d yw e c o n s t r u c t e dt w o p r o m o t e r s ( D G P la n dS I G P I ) a n da n a l y z e dt h e i rf u n c t i o ni nt r a n s g e n i ct o b a c c o s ．W e c o m b i n e d t h ed e h y d r a t i o n

9、 r e s p o n s i v ee l e m e n t ( D R E ) w i t h g u a r dc e l ls p e c i f i ce l e m e n t ( G C S E )t o c o n s t r u c t an o v e ld r o u g h t - i n d u c e dg u a r dc e l l - s p e c i f i cp r o m o t e r —

10、D G P 1 ．H i s t o c h e m i c a la s s a y s i nt r a n s g e n i ct o b a c c oc a r r y i n gJ 日- g l u c u r o n i d a s e ( g u s ) g e n ef u s e dt oD G P ls h o w e d t h a tG U S a c t i v i t yw a sf o u n dt o

11、b eh i g h l yi n d u c i b l eb yd r o u g h tt r e a t m e n ta n ds p e c i f i c a l l yr e s t r i c t e dt og u a r dc e l l s N o G U Sa c t i v i t yw a sd e t e c t e d i nr o o t s ，s t e m so rf l o w e r sa f

12、 t e rt r e a t m e n t ．F u r t h e rq u a n t i t a t i v ea n a l y s i ss h o w e dt h a t G U Sa c t i v i t y i n t h e e p i d e r m a l s t r i p s w a s a p p a r e n t l y i n d u c e d b y d e h y d r a t i o

13、n a n d i n c r e a s e dd r a m a t i c a l l yw i t ht h ep r o l o n g a t i o no ft r e a t m e n tt i m e ．T h eG U S a c t i v i t ya f t e r8h o u r s ’t r e a t m e n tw a s17 9f o l d sc o m p a r e dw i t ht h

14、a to f t h o s ew i t h o u t t r e a t m e n ta n dn og r e a tc h a n g e sw e r e o b s e r v e di n r o o t s ，s t e m so rm e s o p h y l l ．T h e s er e s u l t ss u g g e s t e dt h a tD G P Ic o u l dd r i v et a

15、 r g e tg e n ee x p r e s s e dm a i n l yi ng u a r d c e l l sw h e n p l a n ti ss u b j e c t e d t od r o u g h t s t r e s s ．W e c o n s t r u c t e dam u l t is t r e s si n d u c e dp r o m o t e r ( S I G P l

16、) s t r o n g l ye x p r e s s e di ng u a r dc e l l s ．T h ef u l l l e n g t ho f S I G P Ii s7 4 6 b p ，c o n t a i n i n g f ln u m b e r o f T C G T m o t i f s ，t h r e e5 ' - T A A A G ·3 ’c o r e s e q

17、u e n c ea n daT A T Ab o x ．H i s t o c h e m i c a ls t a i n i n gi nT 1 t r a n s g e n i ct o b a c c o ss h o w e d t h a tS I G P lp r o m o t e rw a sn o to n l yo r g a n —s p e c i f i c ( e s p e c i a l l ye

18、x p r e s s e di nl e a v e sa n d g u a r dc e l l s ) ，b u ta l s oh i g h l y i n d u c i b l eb ym u l t i s t r e s st r e a t m e n ts u c ha sd r o u g h t ，A B A ，h i g hs a l i n i t ya n dl o wt e m p e r a t u

19、 r e ．Q u a n t i t a t i v ea n a l y s i ss h o w e dt h a tG U S a c t i v i t y i nr o o t sw a s v e r yw e a k a n d n o g r e a tc h a n g e sw e r eo b s e r v e da f t e rt r e a t m e n tH o w e v e r , G U S a

20、 c t i v i t yi nl e a v e sa n d e p i d e r m a l s t r i p si n c r e a s e dw i t ht h ep r o l o n g a t i o no f t r e a t m e n t t i m e ．I no r d e rt of u r t h e ru n d e r s t a n dt h e r e g u l a t o r ym

21、e c h a n i s m o f s t o m a t a lm o v e m e n t ，w e s t u d i e do n e o ft r a n s c r i p t i o nf a c t o r st h a tm i g h tb er e l a t e dt os t o m a t a | m o v e m e n t ．U s i n g R T —P C Rw e i s o l m e

22、d A t d o f l7f r o m A r a b i d o p s i s ，w h i c hh a d a h i g h e r h o m o l o g y w i t hS t D O F l w h o s e e x p r e s s i o nw a s v e r yh i g hi ng u a r dc e I I s ．H o w e v e rt h e r e w a s l i t t l

23、e k n o w l e d g ea b o u tt h e f u n c t i o n o fA t d o f l7 ，e s p e c i a l l y t o s t o m a t a lm o v e m e n t ．W ec o n s t r u c t e dp l a n te x p r e s s i o nv e c t o rd r i v e nb yC a M V 3 5 Sp r o m

24、 o t e ra n do b t a i n e dT It r a n s g e n i ct o b a c c o s ．T h er e s u l t sr e p r e s e n t e du p o no b s e r v a t i o no f s t o m a t a lm o v e m e n ts h o w e dt h a tt h ed e n s i t yo f s t o m ai n