论文部分内容阅读
本研究以拟南芥野生型C01-0、突变体rgsl-2、过表达35S:RGSl-N、35S:RGSl-C为材料,通过突变体分析、转基因植株构建等技术,用分子生物学、生物化学等方法研究了AtRGS1蛋白N-末端、C-末端结构域在拟南芥葡萄糖和ABA信号转导途径中的作用。取得了以下主要研究结果:
1、采用TOPO克隆的方法构建了35S:RGSl-N.35S:RGSl-C过表达转基因植株。
克隆了AtRGS1基因N-末端、C-末端cDNA,通过TOPO克隆构建了CaMV35S为启动子,GFP为报告基因,含有融合基因35S:RGSl-N-GFP、35S:RGSl-C-GFP的植物表达载体。利用根癌农杆菌浸染转化法将35S:RGSl-N-GFP、35S:RGSl-C-GFP融合基因导入突变体rgsl-2植株,‘经过抗生素筛选、根部荧光观察和GFP基因PCR鉴定,获得了转化成功的阳性植株。
2、运用突变体分析技术研究AtRGS1蛋白N-末端、C-末端结构域在拟南芥葡萄糖和ABA信号转导途径中的作用及其调节机理。结果表明:
(1) rgsl-2种子萌发对葡萄糖的抑制作用不敏感,而35S:RGSl-N、35S:RGSl-C种子表现为超敏感,其中35S:RGSl-N种子最敏感。四基因型种子萌发对甘露糖的抑制作用未表现出差异。表明这种抑制作用与糖的渗透胁迫无关,而是由葡萄糖介导的信号转导途径引起的。已糖激酶抑制剂NAG处理削弱了甘露糖对种子萌发的抑制效应,而对葡萄糖抑制萌发没有影响,表明葡萄糖抑制种子萌发不依赖于已糖激酶途径。
(2) rgsl-2种子萌发对ABA低敏,而35S:RGSl-N、35S:RGSl-C种子表现为超敏感,其中35S:RGSl-N种子最敏感。表明过表达AtRGSl-N. AtRGSl-C能互补rgsl-2的ABA不敏感性表型,增加了种子对ABA的敏感性。
(3)葡萄糖与ABA共处理结果显示葡萄糖与ABA对种子萌发的抑制作用存在叠加效应。Fluridone与葡萄糖共处理结果显示Fluridone能降低葡萄糖抑制种子萌发的效应。表明葡萄糖是通过增加内源ABA含量来抑制萌发的。
(4) rgsl-2幼苗主根显著长于Col,而35S:RGSl-N、35S:RGSl-C主根显著短于Col、rgsl-2。rgsl-2、35S:RGSl-N和35S:RGSl-C主根生长对葡萄糖和ABA的应答表现出相同趋势,即rgsl-2敏感性最低,其次是35S:RGSl-C,35S:RGSl-N敏感性最高。表明AtRGSl基因突变和过表达改变了代谢糖和ABA调节作用的敏感性。
(5)植株水平,rgsl-2离体叶片失水速率显著快于Col,而35S:RGS1-N、35S:RGSl-C显著低于Col。表明过表达AtRGSl-N、AtRGSl-C能降低植株叶片失水速率,增强耐旱性。
(6)干旱胁迫条件下,rgsl-2水势显著低于Col,而35S:RGSl-N、35S:RGSl-C水势显著高于Col、rgsl-2。表明rgsl-2保水能力较弱,而35S:RGSl-N、35S:RGSl-C具有较强的保水能力,在干旱胁迫下能够保持较高的叶片水势。相应地,Col、rgsl-2叶片ABA含量较低,而转基因株系35S:RGSl-N、35S:RGSl-C叶片ABA含量显著高于Col、rgsl-2。表明过表达AtRGSl N-末端、C-末端结构域增强了拟南芥应对干旱胁迫的能力。