论文部分内容阅读
研究植物如何响应逆境胁迫一直是植物学研究领域的重要课题。碱性亮氨酸拉链b ZIP蛋白是真核生物中分布最广泛且最保守的一类蛋白,已有研究表明其在植物的生长发育及逆境胁迫响应中具有重要的作用。本论文在前期克隆11个Csb ZIP基因的基础上开展,继续对茶树b ZIP基因进行克隆,采用荧光定量PCR检测它们的组织表达特异性以及不同非生物胁迫下在茶树叶片和根中的表达模式,并对Csb ZIP6和Csb ZIP4的抗逆功能进行了拟南芥过表达验证研究。并本论文主要结果有以下几方面:1、茶树Csb ZIP基因的的克隆与生物信息学分析再次克隆了7个茶树b ZIP基因,分别命名为Csb ZIP12-Csb ZIP18,分析结果表明,18个Csb ZIPs蛋白都含有典型的b ZIP结构域,通过与拟南芥b ZIP家族75个成员氨基酸序列构建发育树及MEME预测保守结构域分析,将18个Csb ZIP蛋白归类为10个亚家族(A、B、C、D、E、F、H、I、S和K亚家族)。2、组织特异性表达和非生物胁迫响应分析1)组织特异性表达结果显示,在四种组织中,Csb ZIP18的表达量是所有基因中最低的;在不同组织间,Csb ZIP12、Csb ZIP14和Csb ZIP18这3个基因在根中的表达量相对较高,另外三种组织中的表达较低;相反,Csb ZIP16在根中的表达量极低;其余基因在这四种组织间的表达量相差不大。2)茶树水培苗在低温、ABA、盐和干旱四种胁迫处理下的time-course实验,检测18个Csb ZIP基因在0,1,3,9,24,72和120 h 7个采样点的叶片和根的定量表达。结果显示,绝大部分Csb ZIP基因都对这几种胁迫有响应,从诱导强度来看,Csb ZIP16、Csb ZIP17和Csb ZIP18在这几种胁迫下表达量相对较大。3、Csb ZIP6负调控拟南芥的低温响应1)亚细胞定位显示Csb ZIP6蛋白定位于细胞核。克隆获得启动子序列2 201 bp,发现含多个低温胁迫响应元件如ABRE、CBFHV、LTRE等。2)ABA敏感性:过表达Csb ZIP6增强转基因拟南芥萌发时期对ABA的敏感性。3)低温响应:过表达Csb ZIP6转基因拟南芥幼苗冻伤情况比野生型严重,转基因株系的存活率降低,相对电导率增大,可溶性糖含量降低,丙二醛含量升高,这些指标都间接说明了过表达Csb ZIP6降低拟南芥转基因植株的抗冻性。基因芯片分析发现,GO通路主要富集在响应低温、水分胁迫、糖代谢等过程;参与低温和渗透相关的基因大多都是下调表达,如COR413IM1、DREB1A/CBF3、KIN1和LEA4-5等,而低温响应途径中起负调控作用的MYB15以及对低温敏感的基因BT5和DIN10上调表达,以及糖相关差异表达基因APL3、APL4和SBE2.2下调。4、Csb ZIP4正调控拟南芥的耐盐响应亚细胞定位显示Csb ZIP4蛋白定位于细胞核。过表达Csb ZIP4提高了转基因拟南芥株系在种子萌发阶段的耐盐性,降低了ABA敏感性。对Csb ZIP4转基因幼苗进行盐胁迫处理,转基因株系的SPAD值显著比野生型高,盐胁迫响应基因SOS1在转基因植株中的表达量上调,转基因拟南芥的耐盐性提高。