ABA脅迫相關的小麥NAC基因的克隆及功能研究.pdf

1、干旱、鹽堿等非生物逆境脅迫嚴重影響植物的正常生長發(fā)育，而植物在長期進化過程中會形成一系列有效的作用機制，其中包括調控與脅迫相關的基因表達以應對外界不良環(huán)境。由逆境脅迫誘導表達的基因被大致分為兩大類:即編碼功能蛋白的基因和參與逆境脅迫信號轉導過程的編碼轉錄調控蛋白的基因。轉錄因子的調節(jié)便是植物抵御脅迫的有效機制之一，它由逆境信號激活產(chǎn)生，與相應順式作用元件結合，激活或者抑制下游基因的表達。
　　NAC轉錄因子不僅是植物中較大的一個家

2、族，也是植物特有的一類轉錄因子家族，它參與調控植物的生長發(fā)育如次生生長、種子萌發(fā)、開花、衰老等及生物脅迫和非生物脅迫應答過程。小麥(Triticum aestivum L.)是我國主要糧食作物之一，在世界范圍內也被廣泛種植。我們通過半定量RT-PCR篩選出3個對ABA反應上調的NAC基因來研究。對這三個NAC轉錄因子進行保守結構域分析，發(fā)現(xiàn)有TaNAM1和TaNAC10具有NAM超家族結構域;經(jīng)過酵母單雜交實驗驗證，TaNAC1、TaN

3、AM1、TaNAC10均具有轉錄激活活性;將含有綠色熒光蛋白(GFP)的載體pBI221與TaNAC1、TaNAM1、TaNAC10構建成融合表達載體，經(jīng)轉化洋蔥表皮細胞進行亞細胞定位發(fā)現(xiàn)，TaNAM1和TaNAC10僅定位于細胞核，不具有NAC保守結構域TaNAC1的位于細胞核及細胞質。
　　利用Realtime PCR手段對TaNAC10進行不同小麥品種表達模式分析可知，在ABA處理下，SR3和JN177的葉與根中，均呈上調表

4、達趨勢;在NaCl處理下，JN177和SR3葉子及JN177根中表達上調;在H2O2處理下，在JN177根和葉中呈上調趨勢，在SR3根中呈下調表達趨勢。對轉基因擬南芥株系的表達量測定可知，純系中TaNAC10的表達量遠遠超過野生型，并且可以穩(wěn)定遺傳。
　　通過轉基因擬南芥的表型分析可知，與野生型相比，過表達株系的萌發(fā)率不受ABA和NaCl的影響;在高濃度ABA和NaCl條件下，過表達株系根系明顯長于對照，說明TaNA C10基因賦

5、予植株一定的耐鹽性，并且對ABA不敏感;在H2O2處理下，過表達株系側根增多，葉子顏色也綠于對照組。對ABA通路的脅迫應答相關的Marker基因的檢測發(fā)現(xiàn)，RD29B、RAB18、ABA1及NCED3在過表達系中的表達量要高于對照組株系;而AtMYB2、CBF3、ABA2的表達要低于對照組。對ROS通路相關Marker基因的檢測發(fā)現(xiàn)，GPX1、APX2在過表達系中表達上調;SOD及CAT1則下調。
　　以上實驗表明TNAC10在非