EST技術分析西伯利亞蓼耐鹽機制及耐鹽相關基因克隆.pdf

1、西伯利亞蓼(Polygonum sibiricum Laxm)為多年生草本植物，可在鹽堿地堿斑上生長，為鹽堿地的優(yōu)勢種，是研究植物耐鹽堿脅迫的優(yōu)良材料。在以往對西伯利亞蓼的研究基礎上，本文從以下幾個方面進行研究： 1．通過對西伯利亞蓼NaHCO<,3>混合cDNA文庫2575個EST的分析，拼接出1977個TUTs，其中包含206個重疊群(contig)和1771個單拷貝EST(singleton)。確定了高豐度表達、中豐度表達

2、EST和低豐度表達EST；高豐度表達基因51個，占所有TUT的2.6％，代表457個EST，占總EST的17.77％，其中參與光合作用的EST占高豐度表達基因的54.92％。表明NaHCO<,3>脅迫條件下葉部的主要生理功能仍為光合作用；中豐度表達基因154個，占所有TUT的7.8％，代表342個EST，占總EST的13.30％。低豐度單拷貝的EST 1771個，占總EST的68.86％，說明文庫的復雜性較好。 利用BlastX

3、對1977個TUT進行注釋，其中720個TUTs有明確的功能注釋，占總TUTs的36.42％；109個為未知蛋白，占總TUTs的5.51％，其余1238個則沒有明顯同源性而被鑒定為新基因，占總TUTs的62.62％。將720個TUT分成代謝、能量、光合作用、蛋白合成、轉運組件、轉錄、信號傳導、細胞救援與防御和其它等九類，其中代謝、能量和光合所占的比例最高，分別達到22.90％、12.25％和11.86％，而細胞救援與防御類所占比例較低，

4、僅為1.24％，從而確定葉部雖然受到了NaHCO<,3>脅迫，但其主要功能如光合作用、代謝和能量仍處于主導地位，這也在一定程度上說明了西伯利亞蓼具有耐脅迫能力。 2．以SMART策略構建了西伯利亞蓼NaHCO<,3>脅迫48 h的葉部和莖部正反消減文庫，隨機挑取克隆測序，共獲得了2282條有效序列，其中莖的正向消減文庫中有598條，莖的負向消減文庫中有490條，葉的負向消減文庫中有567條，葉的正向消減文庫中有627條。通過進行

5、MIPs功能分類并對莖部與葉部正反消減文庫比較，在鹽脅迫條件下，發(fā)現(xiàn)莖部與葉部的脅迫反應有很大不同，莖部與葉部除細胞救援與防御、轉運組件組中變化趨勢相同外，在代謝、能量、光合作用、蛋白合成、轉錄、信號傳導等方面均表現(xiàn)為相反的趨勢，其中莖部表現(xiàn)為脅迫抑制的有轉運組件、轉錄和蛋白質(zhì)合成，而在葉部則表現(xiàn)為脅迫誘導。在莖部表現(xiàn)為脅迫誘導的光合作用、信號轉導、能量以及代謝，在葉部則表現(xiàn)為脅迫抑制。說明葉部與莖部在NaHCO<,3>條件下具有兩種不

6、同應答機制和分工，結合以往的研究結果，確定莖部在西伯利亞蓼的個體植株水平耐鹽機制中起到重要作用。 3．利用RACE技術克隆了17個與脅迫有關的cDNA，并進行了生物信息學分析，確定17個脅迫相關基因為水通道蛋白基因、胚胎晚期富集蛋白基因、乙二醛酶Ⅱ基因、臭氧反應脅迫相關蛋白基因、谷氧還蛋白基因、超氧化物歧化酶(Mn)、超氧化物歧化酶(Cu-Zn)、廣泛應激蛋白、半胱氨酸蛋白酶抑制劑、銅伴侶、鈣調(diào)蛋白、谷胱甘肽轉硫酶、半胱氨酸合成