棉花轉(zhuǎn)錄因子GhPLATZ功能初探.pdf

1、作物的生長(zhǎng)面臨著各種各樣的非生物脅迫，比如鹽和干旱，這些非生物脅迫將直接影響作物的產(chǎn)量，也會(huì)影響生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定性。利用分子生物學(xué)技術(shù)提高作物的耐鹽和耐旱性是目前作物保證正常生長(zhǎng)發(fā)育甚至是提高產(chǎn)量的重要有效的方法。
　　種子萌發(fā)是植物生長(zhǎng)發(fā)育的重要階段，土壤中的成分對(duì)植物種子萌發(fā)會(huì)產(chǎn)生重大影響，而鹽濃度則是影響種子萌發(fā)的重要因素之一，但其影響種子萌發(fā)的具體機(jī)制目前研究得還不是很清楚。
　　重要的經(jīng)濟(jì)作物棉花在鹽堿等非生物脅迫中

2、出苗難、保苗難、發(fā)育遲緩等問(wèn)題突出，故研究棉花鹽脅迫響應(yīng)的機(jī)理具有重要的理論和實(shí)踐價(jià)值。
　　通過(guò)表達(dá)譜分析，我們發(fā)現(xiàn)TA23823 EST序列受鹽脅迫明顯上調(diào)。因此本文利用RACE技術(shù)獲得其cDNA全長(zhǎng)序列，利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)及后續(xù)表型分析等方法對(duì)該基因的功能進(jìn)行了研究。結(jié)果如下:
　　(1)利用RACE技術(shù)獲得全長(zhǎng)序列。BLAST分析結(jié)果表明該基因編碼的蛋白含有PLATZ結(jié)構(gòu)域，是目前為止棉花中克隆的唯一一個(gè)PLATZ，命名

3、為GhPLATZ。以PLATZ結(jié)構(gòu)域?yàn)楹诵牡男蛄斜葘?duì)和進(jìn)化樹(shù)分析結(jié)果表明GhPLATZ與AtPLATZ3和AtPLATZ11的同源性較高。
　　(2)提取水培30天的棉花根、莖、葉總RNA，用熒光定量PCR的方法對(duì)GhPLATZ進(jìn)行表達(dá)模式分析，結(jié)果顯示GhPLATZ在葉中表達(dá)量最高，其次是根和莖。
　　(3)將水培30天的棉花苗用200 mM NaCl、100μM GA、100μMABA、4℃分別處理6h和12h，提取總R

4、NA，用熒光定量PCR的方法檢測(cè)GhPLATZ的脅迫響應(yīng)模式。結(jié)果表明GhPLATZ可被鹽和低溫顯著誘導(dǎo)，GA和ABA處理6h和12h對(duì)GhPLATZ的誘導(dǎo)表達(dá)不明顯，說(shuō)明GhPLATZ可能在棉花鹽和低溫響應(yīng)過(guò)程中發(fā)揮重要作用。
　　(4)利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得GhPLATZ的超表達(dá)擬南芥。對(duì)GhPLATZ超表達(dá)擬南芥分別進(jìn)行150mM、175 mM、200 mM、250 mM NaCl處理，結(jié)果表明隨著NaCl處理濃度的增加，野生型

5、(wild type，WT)和GhPLATZ超表達(dá)擬南芥的萌發(fā)率依次降低，子葉綠化和展開(kāi)速度依次減慢，但GhPLATZ超表達(dá)擬南芥的萌發(fā)率和子葉綠化速度明顯高于WT，說(shuō)明GhPLATZ超表達(dá)導(dǎo)致擬南芥種子萌發(fā)時(shí)對(duì)鹽脅迫不敏感。
　　(5)對(duì)GhPLATZ超表達(dá)和WT擬南芥分別進(jìn)行300 mM和500 mM甘露醇(mannitol，Man)處理，結(jié)果表明隨著甘露醇處理濃度的增加，WT和GhPLATZ超表達(dá)擬南芥的萌發(fā)率依次降低，子葉

6、綠化和展開(kāi)速度依次減慢，但GhPLATZ超表達(dá)擬南芥的萌發(fā)率、子葉綠化和展開(kāi)速度明顯高于WT，說(shuō)明GhPLATZ超表達(dá)導(dǎo)致擬南芥種子萌發(fā)時(shí)對(duì)滲透脅迫不敏感。
　　(6)將GhPLATZ超表達(dá)和WT擬南芥分別進(jìn)行3μM和5μM ABA處理，結(jié)果表明GhPLATZ超表達(dá)在含ABA的培養(yǎng)基上萌發(fā)時(shí)的速度比WT快，但不如鹽和甘露醇處理時(shí)差異顯著，說(shuō)明GhPLATZ響應(yīng)鹽和滲透脅迫可能部分依賴ABA。
　　(7)用qRT-PCR的方法

7、檢測(cè)了轉(zhuǎn)基因株系和WT中ABA合成途徑中的ABA1、ABA2、ABA3、AAO3、NCED3以及ABA信號(hào)途徑中的ABI1、ABI2、ABI3、ABI4等基因的表達(dá)，結(jié)果表明鹽脅迫條件下轉(zhuǎn)基因株系和WT中的ABA合成相關(guān)基因和ABA信號(hào)相關(guān)基因ABI1和ABI2的表達(dá)差異不大，但ABA信號(hào)相關(guān)基因ABI3、ABI4、ABI5及其下游基因RD29A在轉(zhuǎn)基因株系中的表達(dá)低于WT，說(shuō)明GhPLATZ超表達(dá)擬南芥種子萌發(fā)時(shí)對(duì)高鹽和滲透脅迫的響應(yīng)