水分脅迫誘導(dǎo)Zmrboh轉(zhuǎn)錄及調(diào)節(jié)因子的研究.pdf

1、水分脅迫是影響植物生長(zhǎng)發(fā)育的主要脅迫因素之一。植物能夠通過(guò)感知刺激、產(chǎn)生和傳導(dǎo)信號(hào)、啟動(dòng)各種防護(hù)機(jī)制來(lái)響應(yīng)與適應(yīng)水分脅迫.定位在質(zhì)膜上的植物輔酶Ⅱ氧化酶(NADPH oxidase)催化氧分子生成超氧陰離子,并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為過(guò)氧化氫等活性氧(reactive oxygen sgecies,ROS)。H2O2在一定濃度下通過(guò)對(duì)下游信號(hào)分子、各種蛋白激酶及轉(zhuǎn)錄因子活性的調(diào)節(jié)參與植物對(duì)水分脅迫等各種生物、非生物脅迫的響應(yīng),根細(xì)胞分化以及氣孔開(kāi)放

2、等多種生理過(guò)程。然而,有關(guān)水分脅迫對(duì)植物細(xì)胞NADPH氧化酶基因表達(dá)的影響及其調(diào)節(jié)因子尚缺乏研究。 本研究以脫落酸(Abscisic acid,ABA)突變體vp5及農(nóng)大108為材料,研究了水分脅迫條件下玉米的四個(gè)Rboh(respiratory burst of oxygen homlolgues)基因ZmrbohA、ZmrbohB、ZmrbohC、ZmrbohD轉(zhuǎn)錄變化情況,以及鈣信號(hào)、植物激素ABA,H2O2,促分裂原活化

3、蛋白激酶對(duì)Zmrboh基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)情況。主要研究結(jié)果如下： RT-PCR及定量PCR方法證實(shí)在-0.73MP中度水分脅迫下玉米ZmrbohA、ZmrbohB、ZmrbohC、ZmrbohD四個(gè)基因的轉(zhuǎn)錄在60min及150min左右具有兩個(gè)高峰,并且四個(gè)基因轉(zhuǎn)錄的變化倍數(shù)各不相同,其中ZmrbohD基因的基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄量最低,但在水分脅迫下其表達(dá)最高能達(dá)到10倍。 在水分脅迫條件下玉米ABA缺失突變體vp5的Zmrboh基因

4、轉(zhuǎn)錄變化微小,而其ABA恢復(fù)組的Zmrboh基因轉(zhuǎn)錄變化幅度與野生型類(lèi)似,這表明,水分脅迫誘導(dǎo)的玉米Zmrboh轉(zhuǎn)錄的變化主要由ABA介導(dǎo),另外切除根系的野生型在水分脅迫條件下Zmrboh轉(zhuǎn)錄變化也很微小這從側(cè)面證明水分脅迫誘導(dǎo)Zmrboh基因轉(zhuǎn)錄變化的過(guò)程主要是依賴(lài)根系的。 各種濃度的Ca2+外源處理玉米幼苗對(duì)Zmrboh基因轉(zhuǎn)錄沒(méi)有明顯影響,Ca2+螯合劑,Ca2+通道蛋白阻斷劑和鈣調(diào)蛋白抑制劑的處理都沒(méi)有影響水分脅迫對(duì)Zm

5、rboh基因轉(zhuǎn)錄的誘導(dǎo)效果,這表明Ca2+,鈣調(diào)蛋白可能并不參與水分脅迫對(duì)Zmrboh基因轉(zhuǎn)錄的誘導(dǎo)過(guò)程。 外源10mM H2O2處理對(duì)ZmrbohD基因轉(zhuǎn)錄沒(méi)有明顯影響,5MmH2O2處理能明顯誘導(dǎo)ZmrbohB、ZmrbohC、ZmrbohD基因的轉(zhuǎn)錄對(duì)ZmrbohA基因的轉(zhuǎn)錄的誘導(dǎo)沒(méi)有明顯規(guī)律。 H2O2清除劑DMTU、CAT及促分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated proteinkinase,M