论文部分内容阅读
玉米高亲和钾转运蛋白(ZmHAK)家族基因在玉米(Zea mays L.)吸收和运输钾营养的过程中起关键作用。其中ZmHAK1能提高玉米在低钾胁迫条件下的吸钾能力及植株的抗逆性。该基因在发挥功能时受启动子和转录因子调控。ZmHAK1基因的启动子及启动子上的调控元件在ZmHAK1基因调控中发挥至关重要的作用。因此研究启动子的结构及转录因子的功能可为通过基因工程提高植株抗逆性提供理论依据,这在科学研究过程中具有重要的意义。本研究中我们对玉米ZmHAK1基因启动子进行了分析,并对转录因子ZmRAP2.11和ZmARF2的功能进行了探究,主要研究结果如下:1.以玉米叶片DNA为模板,TA克隆获得玉米ZmHAK1基因启动子2246bp序列,将其命名为PZmHAK1:pMD-18T。使用在线数据库PLANTCARE分析启动子上可能存在的顺式作用元件,包括核心元件TATA-box、CAAT-box以及响应非生物胁迫(干旱、逆境)与激素(茉莉酸甲酯、生长素、脱落酸)的顺式作用元件。2.将ZmHAK1启动子定向替换植物双元表达载体pCAMBIA1301中的35S启动子,将其与GUS报告基因融合,同时构建ZmHAK1启动子5’端一系列缺失表达载体,通过农杆菌瞬时转化法转化烟草。GUS组织染色结果表明全长启动子在植物的根、茎、叶中均有表达;GUS定量结果发现,ZmHAK1基因启动子受非生物胁迫(低钾、高温、低温、盐、干旱、黑暗)和激素(IAA、ABA、MeJA、SA)等多因素诱导。3.利用花粉管通道法将ZmHAK1基因启动子转入玉米自交系,通过潮霉素筛选和PCR鉴定,成功筛选得到阳性苗。4.以玉米叶片cDNA为模板,成功克隆得到玉米转录因子ZmRAP2.11和ZmARF2基因。对这两个转录因子进行生物信息学分析,结果显示转录因子ZmRAP2.11是AP2/ERF家族成员,ZmARF2属于生长素响应因子家族。亚细胞定位结果显示转录因子ZmRAP2.11主要定位于细胞核,转录因子ZmARF2主要定位于细胞核与细胞膜。5.通过酵母单杂交的方法证明ZmRAP2.11和ZmARF2与ZmHAK1基因启动子存在互作关系,将启动子分成六段,分别研究各段启动子与转录因子之间的互作关系,液体显色结果表明转录因子ZmRAP2.11与ZmHAK1基因启动子的第三段和第六段存在互作;转录因子ZmARF2与ZmHAK1基因启动子第一段和第三段存在互作。