不同供鋅濃度下玉米基因表達差異的研究.pdf

1、土壤缺鋅是影響作物生長的普遍難題，玉米是對缺鋅最為敏感的作物之一，缺鋅時玉米的生長發(fā)育受阻。我國玉米缺鋅問題非常廣泛，因此研究缺鋅時玉米的危害機理意義重大。本研究通過抑制差減雜交技術(shù)分離、分析低鋅與正常供鋅、完全缺鋅與正常供鋅以及低鋅與完全缺鋅培養(yǎng)之間的差異表達基因，對缺鋅、低鋅危害所引發(fā)的植物體內(nèi)分子調(diào)節(jié)機制進行探索。 進行差減雜交的材料是分別在低鋅、完全缺鋅和正常供鋅處理48小時的玉米幼苗，分別提取mRNA，合成cDNA，進

2、行抑制差減雜交。建立低鋅與正常供鋅、完全缺鋅與正常供鋅以及低鋅與完全缺鋅培養(yǎng)之間的正、反向差減文庫。通過對文庫中部分克隆的測序并經(jīng)BLAST分析后，發(fā)現(xiàn)在不同供鋅濃度下確實引發(fā)了玉米的基因表達差異。 由低鋅與正常供鋅培養(yǎng)之間的抑制差減雜交結(jié)果可知：玉米在低鋅培養(yǎng)時，膜泡運輸中起作用的Rab-2-A相關(guān)基因LS10、轉(zhuǎn)錄因子相關(guān)基因LS8等與蛋白質(zhì)合成、信號轉(zhuǎn)導、轉(zhuǎn)錄因子相關(guān)的基因被上調(diào)表達。另一方面，玉米在低鋅培養(yǎng)時，纖維素合成

3、酶相似蛋白相關(guān)的基因SL1、NADP蘋果酸酶相關(guān)的基因SL5等與細胞生長發(fā)育、能量代謝、根毛發(fā)育相關(guān)的基因被下調(diào)表達。 由完全缺鋅與正常供鋅培養(yǎng)之間的抑制差減雜交結(jié)果可知：玉米在缺鋅培養(yǎng)時，天冬氨酸蛋白酶相關(guān)的基因DS1、醛酮還原酶相關(guān)的基因DS3等有關(guān)細胞生長、代謝的基因會被上調(diào)表達。另一方面，玉米在缺鋅培養(yǎng)時，TFIIH基本轉(zhuǎn)錄子復合物P34亞基相關(guān)的基因SD4、延伸因子相關(guān)的基因SD5等與轉(zhuǎn)錄、信號轉(zhuǎn)導等功能相關(guān)的基因被下

4、調(diào)表達。 由低鋅與完全缺鋅培養(yǎng)之間的抑制差減雜交結(jié)果可知：玉米在低鋅培養(yǎng)時，S-腺苷甲硫氨酸脫羧酶基因LD2、結(jié)節(jié)蛋白相關(guān)基因LD6等基因發(fā)生上調(diào)表達；腈水解酶相關(guān)基因DL1等基因發(fā)生下調(diào)表達。 同正常供鋅相比，低鋅培養(yǎng)時下調(diào)表達的SL1以及完全缺鋅時下調(diào)表達的SD4，這兩種基因編碼的產(chǎn)物分別與纖維素合成酶相似蛋白和TFIIH基本轉(zhuǎn)錄子復合物P34亞基有著高達91％和93％的同源性。這為研究低鋅、缺鋅危害的機理提供了重要