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ABC1(Activity of bc1 complex)蛋白激酶是一类新发现的核基因编码的类蛋白激酶家族。目前,国内外关于ABC1蛋白激酶家族的研究报道较少,对于其在植物中的功能更知之甚少。本研究在拟南芥中克隆到一个编码ABC1类蛋白激酶基因AtOSAK1(oxidative stress related ABC1 kinase),并对该基因的功能展开初步的研究,主要取得了以下结果:
1、利用RT-PCR法检测AtOSAK1基因在拟南芥不同组织和器官中的表达水平,结果表明AtOSAK1的表达无组织特异性,其在幼苗、根、茎、莲座叶、茎生叶、花和幼嫩的角果中均能检测到表达,其中在叶片中表达水平最高。
2、通过构建AtOSAK1基因的启动子融合GUS报告基因的转基因植物,GUS染色结果表明:AtOSAK1为组成型表达,叶片中GUS基因的表达最高,该结果与半定量RT-PCR的结果相一致。
3、通过构建p35S::AtOSAK1-GFP载体转化野生型拟南芥植株后提取原生质体,用共聚焦激光显微镜观察发现AtOSAK1定位于叶绿体。
4、在正常的培养条件下,WT,突变体osak1与过表达转基因植株在生长早期和后期,均无表型差异。
5、利用RT-PCR分析了AtOSAK1基因在不同胁迫条件下的基因表达水平,结果表明:ABA、高光等胁迫处理后,AtOSAK1基因的表达水平不变;PEG、NaCl、MV和高温等处理能诱导AtOSAK1基因的表达,其中MV和高温对AtOSAK1的诱导尤为明显。
6、通过生理实验分析了AtOSAK1基因对不同非生物胁迫的响应,结果表明:在ABA、NaCl、高光、黑暗诱导叶片衰老及重金属Cu2+、Cd2+等胁迫下,突变体、过表达转基因植株与野生型之间没有差异。在MV处理条件下,过表达转基因植株的萌发率与存活率均最高,WT次之,突变体最低；高温处理后,突变体的存活率只有20％,而过表达植株的存活率超过60％。在短时间的MV和高温处理下,突变体植株的超氧阴离子与过氧化氢含量均最低,过表达转基因植株的含量最高。
7、在MV和高温处理前后,与氧化胁迫相关响应基因FSD1,CSD1,CAT1和UGT71C1在各个基因型植株中表达水平无明显差异。
本研究表明拟南芥AtOSAK1基因可能参与MV和高温介导的氧化胁迫。