论文部分内容阅读
近年来由于气候变暖和不合理农业技术措施的影响,土壤盐渍化程度不断加剧,面积不断扩大,严重影响了我国农业生产的发展。盐碱地种稻是利用和改良盐碱土的有效措施之一,然而,水稻在幼苗和穗分化阶段对盐胁迫极为敏感,对盐渍土地区水稻生产的发展影响很大。因此研究水稻耐盐机理,提高水稻苗期耐盐性对于充分利用和改善盐碱土资源具有重要意义。课题组前期通过精细定位获得了 1个水稻苗期耐盐相关转录抑制子OsZIM8,本研究在此基础上克隆了该基因的启动子,对其进行生物信息学分析,启动子缺失片段瞬时表达活性分析,以及粳稻种质资源OsZIM8启动子序列比对和基因型分析,为该基因的功能鉴定奠定了基础,主要研究结果如下:1.根据栽培稻品种日本晴的基因组序列,预测OsZIM8启动子长度为2453bp。生物信息学分析结果表明,该启动子含有核心启动子元件TATA-box、CAAT-box和增强子,同时存在大量逆境相关元件和激素响应元件,主要包括光响应元件、ABA响应元件、旱胁迫响应元件、低温响应元件、病原体响应元件、元素响应元件、盐响应元件、MeJA响应元件、创伤响应元件和水杨酸响应元件等,推测OsZIM8启动子可能是1个诱导型启动子,响应于不同胁迫,调控OsZIM8基因的表达水平。2.以日本晴基因组DNA为模板,PCR克隆获得OsZIM8启动子全长(2453bp)及长度分别为353bp、853bp、1353bp的缺失片段。构建不同长度依次为353bp、853bp、1353bp和2453bp的OsZIM8启动子缺失片段与GUS报告基因的重组表达载体(依次命名为pBWA(V)HG-OsZIM8-1、pBWA(V)HG-OsZIM8-Ⅱ、pBWA(V)HG-OsZIM8-Ⅲ、pBWA(V)HG-OsZIM8-IV)。通过农杆菌介导转化水稻日本晴愈伤组织,对转基因愈伤组织在正常生长条件下和125mMNaCl胁迫处理下,分别通过染色检测GUS基因瞬时表达水平;结果表明正常生长条件下,不同OsZIM8启动子片段均存在一定活性,但其活性水平存在一定差异,其中长度为853bp的启动子片段表现出最强活性:不同长度OsZIM8启动子片段均能响应盐胁迫,其中,1353bp片段在盐胁迫下表达活性显著下降,OsZIM8全长启动子活性显著升高。说明353～853bp片段中可能存在增强元件,853～1353bp中可能存在与逆境相关的抑制元件,影响了 GUS基因的表达。3.评价了 90份粳稻种质资源的苗期耐盐性,通过测序比对发现不同粳稻种质资源的OsZIM8基因启动子之间存在5个差异位点,分别为SNP1、SNP2、Indel1、Indel2、Inde13,依据不同差异位点的基因型,将其分为6种类型,其中CC---(从左到右依次为SNP2、SNP1、Indel3、Inde12、Indel1)的苗期耐盐级别显著高于其它类型,是OsZIM8启动子序列中比较耐盐的类型。