玉米热激转录因子ZmHsf05通过ABA依赖途径提高水稻的耐旱性

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热激转录因子是一类能够响应环境胁迫的转录因子,广泛的存在于细胞内,可以激活下游的环境胁迫响应的相关基因的表达。玉米作为重要的经济作物,在农业发展中有着重要的价值。当前,由于农作物的生长发育受环境胁迫的影响非常严重,因此提高作物应对胁迫的能力成为了当前农业科技研究领域的热点。目前关于玉米Hsfs的研究较少,结合前人的研究基础,本研究选择了玉米ZmHsf05对其分子特征及功能进行了初步研究,旨在为玉米抗逆育种提供基因资源和理论基础。本研究主要得出以下结论:1)玉米ZmHsf05序列全长为4207bp,编码序列长度具有1080bp,编码了359个氨基酸残基,分子量为40.587 k Da,等电点为5.57。序列同源比对表明该基因属于A2类型的Hsfs。2)利用荧光实时定量RT-qPCR对该基因的表达模式进行了分析,发现该基因在各个组织中都有表达,但主要表达在叶和茎中高表达,且ZmHsf05可以被高温、干旱、高盐及ABA等处理诱导高表达。3)通过玉米原生质体瞬时转化体系进行亚细胞定位,发现该基因定位在细胞核中。通过酵母转化对该基因的转录活性进行分析,发现该基因并没有酵母转录自激活活性。4)创制了ZmHsf05过表达水稻株系,通过对转基因水稻农艺性状的统计发现转基因水稻的产量相对于野生型水稻ZH11显著提高,但是转基因水稻种子的粒型发生变化。5)对转基因水稻进行表型分析,发现该基因提高转基因水稻的干旱耐受性,这一表型也通过脯氨酸含量的变化以及叶片失水率的变化进行了进一步的验证;另外,发现该基因可以提高转基因水稻的耐盐性。6)ABA敏感性实验发现转基因水稻对ABA的敏感性增加,推测玉米ZmHsf05可能是通过ABA依赖途径提高转基因水稻的干旱耐受性。7)通过BIFC实验发现玉米ZmHsf05可以和自身形成多聚体,并且可以和玉米ZmHsf17(Hsf A2)发生相互作用。
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