【摘 要】
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小麦转录因子基因TaNAC和小分子RNA成员tae-miRNA通过对非生物胁迫应答,分别在介导植物体抵御渗透胁迫和营养胁迫中发挥重要作用。本研究采用农杆菌介导的遗传转化法获得过表达转基因烟草植株,研究了TaNAC2A应答渗透胁迫和tae-miR5062应答营养胁迫的表达模式及其介导植物体抵御上述胁迫的功能,主要研究结果如下:1.小麦转录因子基因TaNAC2A的cDNA长为1295 bp,包含一个长
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小麦转录因子基因TaNAC和小分子RNA成员tae-miRNA通过对非生物胁迫应答,分别在介导植物体抵御渗透胁迫和营养胁迫中发挥重要作用。本研究采用农杆菌介导的遗传转化法获得过表达转基因烟草植株,研究了TaNAC2A应答渗透胁迫和tae-miR5062应答营养胁迫的表达模式及其介导植物体抵御上述胁迫的功能,主要研究结果如下:1.小麦转录因子基因TaNAC2A的cDNA长为1295 bp,包含一个长为507 bp开放阅读框（ORF）,可以编码168个氨基酸,分子量为19.219 kD,等电点（PI）为9.99。TaNAC2A蛋白含NAM结构域（aa61-aa435）,并通过GFP融合蛋白表达法鉴定得知此蛋白定位于细胞核,属于顶端分生组织蛋白家族,在细胞分裂生长等方面发挥作用。酵母双杂交研究发现TaNAC2A蛋白与促分裂原蛋白激酶TaMPK2B存在互作。2.TaNAC2A在根叶中呈渗透胁迫诱导表达模式,在干旱和盐分胁迫下均在9 h时表达量达到最高;tae-miR5062在叶中呈低磷、低氮胁迫诱导的表达模式,在低磷胁迫下27 h时表达量最高,在低氮胁迫下12 h时表达量最高。3.在渗透胁迫下,与野生型（WT）相比,TaNAC2A过表达烟草植株长势增强,干物质积累能力及根系活力均得到提高,渗透调节物质脯氨酸含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白质含量增加;此外,抗氧化酶超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性增加;细胞内活性氧（O2-、H2O2）和丙二醛（MDA）积累减少,光系统II光化学效率显著提高,非光化学淬灭系数降低,叶绿素荧光系统明显改善。干旱胁迫下转化株系NtSOD 2、NtFeSOD、NtMnSOD 1、NtMnSOD 2、NtCAT 1、NtCAT 1;1、NtCAT 3、NtPOD 1;1、NtPOD 1;3、NtPOD 1;4、NtPOD 2;1、NtPOD4 表达量增高;在 NaCl 胁迫下,NtFeSOD、NtMnSOD 1、NtMnSOD 2、NtCAT、NtCAT 1、NtCAT 1;2、NtCAT 3、NtPOD 1;1、NtPOD1;2、NtPOD1;6表达量增高。4.过表达tae-miR5062植株在低磷及低氮胁迫下的生长状况得到改善,表现为叶面积、单株鲜重、单株干重均高于WT对照,而反义植株以上性状均较WT对照降低。在低磷、低氮胁迫下,与WT对照相比,tae-miR5062过表达植株的叶绿素相对含量增加、抗氧化酶活性增强,渗透调节物质含量（可溶性糖含量和可溶蛋白含量）增加,而反义系植株上述指标均有不同程度降低。综上,TaNAC2A通过调控抗氧化酶部分基因的表达,使植株体内抗氧化酶活性显著提高,通过调控植株渗透调节物质含量、光合系统和根系活力,增强渗透胁迫下植株长势和干物质积累能力。tae-miR5062增加在低磷和低氮胁迫下植株渗透调节物质含量,提高抗氧化酶活性,是其介导植物体抵御低磷和低氮胁迫的主要原因。
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