鷹嘴豆熱激轉錄因子CarHSFB2的特性分析與功能驗證.pdf

1、干旱、鹽堿、高低溫等非生物脅迫，往往會對作物的生長發(fā)育和糧食產量造成影響。植物處于逆境脅迫中，植物細胞通過體內滲透壓以及自由基的變化感受脅迫信號，并伴隨著一些激素表達水平的提高，如ABA。在激素和第二信使的引起的信號傳遞過程中，抗逆相關的轉錄因子被誘導表達。轉錄因子通過識別并特異結合相關的順式作用元件來啟動相關基因的表達，使植株的耐逆性增強。往往一種轉錄因子或者基因的表達可以在不同脅迫條件下被檢測到，這種交叉適應現(xiàn)象在植物中比較普遍。<

2、br>　　本課題組以鷹嘴豆為材料，建立干旱相關cDNA文庫，并且發(fā)現(xiàn)熱激轉錄因子CarHSFB2與干旱脅迫相關。高等真核生物中，僅含有1-3種熱激轉錄因子，而植物中往往含有20多種，并分為A、B、C三類。龐大的基因家族成員往往表現(xiàn)為功能的多樣性和冗余性。研究表明，熱激轉錄因子以三種方式發(fā)揮作用，以轉錄激活為主的A類轉錄因子，以輔助激活或者抑制功能的B類轉錄因子，而C類轉錄因子的報導較少。
　　本研究通過與NCBI網站上公布的鷹嘴豆

3、基因組序列信息進行比對，確定了前期克隆到的CarHSFB2基因的正確性。其ORF長度略短于其他B類轉錄因子的家族成員。N端保守的DNA結合域中插入了87bp的內含子。此外，進化分析發(fā)現(xiàn)，與擬南芥AtHSFB2a處于同一進化分支。通過網站預測分析發(fā)現(xiàn)，CarHSFB2為胞內蛋白，并且含有潛在的磷酸化位點。將CarHSFB2克隆到酵母表達載體pDBLeu并轉化酵母Mav203，分析發(fā)現(xiàn)，CarHSFB2自身不具有轉錄激活功能，也未找到激活活

4、性較高的功能域。
　　我們對T3代轉CarHSFB2基因擬南芥的功能驗證分析發(fā)現(xiàn)，CarHSFB2基因與擬南芥的耐旱以及基礎耐熱性相關。干旱脅迫處理3h后，RD29A基因在轉基因擬南芥中的積累量高于野生型。150mM的D-甘露醇脅迫后，轉基因擬南芥相對電導率也低于野生型擬南芥。高溫脅迫處理條件下轉基因擬南芥和野生型擬南芥表現(xiàn)為以下幾點區(qū)別:1）46℃條件下處理1h，AtHSFA2的積累量仍高于野生型;2）種子發(fā)芽期間給予較高溫度的

5、熱處理后，發(fā)芽率低于野生型;3）3d大幼苗熱激處理70min后，發(fā)現(xiàn)轉基因擬南芥的存活率較高。對野生型擬南芥提前進行一個溫和的熱處理后，存活率也大大提高。過表達CarHSFB2基因擬南芥的耐熱特性與35S: AtHSFA3植株較為相似。這些結論可能揭示了CarHSFB2基因作為一個輔助激活因子存在，參與了干旱和高溫脅迫過程。
　　此外，研究發(fā)現(xiàn)，轉基因擬南芥和野生型擬南芥相比，表型變化不大，但開花期較晚。轉基因擬南芥對鹽脅迫也有較