西瓜ClIMP基因的功能鑒定.pdf

1、低溫脅迫是影響植物生長發(fā)育常見的逆境因子，也是造成農業(yè)減產的主要原因之一。西瓜（Citrullus lanatus）是喜溫作物，在早春設施栽培時，常常會受到低溫的不良影響，是制約我國西瓜產業(yè)化發(fā)展的主要因素之一。研究西瓜耐低溫相關基因以及低溫脅迫響應機制對于揭示西瓜耐低溫機理，培育耐低溫西瓜種質具有重要意義。隨著分子生物學的發(fā)展，利用轉基因技術提高作物抗逆性具有重要的理論與經濟意義。
　　 本研究工作的關鍵在于對西瓜耐低溫及抗逆

2、基因的鑒定及分子機理的認識。此前，我們從構建的低溫(10℃)脅迫下耐低溫西瓜種質(IVSM-9)表達文庫中篩選到一個未知功能基因，發(fā)現它可以被低溫誘導表達。然后我們克隆到該基因的全長cDNA序列，經Blast比對發(fā)現其與擬南芥一個膜蛋白(Integral MembraneProtein)基因（AT3G55390）同源性較高（屬于unknown function基因），命名為ClIMP。
　　 為闡明該基因的功能，我們克隆到該基因

3、的開放閱讀框ORF序列，構建了過量表達載體并轉化擬南芥，獲得了轉基因T2代植株。同時從擬南芥種質資源中心（Tair）鑒定到一個T-DNA插入的ClIMP同源基因的突變體at3g55390，通過對過量表達ClIMP、at3g55390突變體與野生型擬南芥的耐冷性試驗和生理生化指標的測定，驗證該基因在低溫脅迫中的功能。同時也初步研究了ClIMP基因在鹽脅迫、滲透脅迫等非生物脅迫中的功能。主要研究結果如下:
　　 1 ClIMP基因受

4、低溫脅迫誘導表達，過量表達ClIMP基因可以提高植株耐低溫能力。低溫脅迫下，過量表達ClIMP基因能提高擬南芥存活率，表現出較強的耐低溫脅迫能力;電導率測定結果證實在細胞水平上，過量表達ClIMP基因顯著減輕低溫脅迫帶來的傷害;滲透勢和脯氨酸(pro)的測定結果表明，低溫條件下過量表達ClIMP基因擬南芥比野生型擬南芥中合成的滲透物質多;冷誘導基因在過量表達ClIMP基因植株比野生型擬南芥中的表達量要高。
　　 2 ClIMP基

5、因可能在鹽脅迫下調控中起重要作用。
　　 在鹽脅迫條件下，野生型和過量表達ClIMP基因擬南芥發(fā)芽率稍微降低，但影響較小，而at3g55390突變體的發(fā)芽率顯著降低;此外，過量表達ClIMP基因和野生型擬南芥的主根長和側根數都高于at3g55390突變體。這表明ClIMP基因可能在鹽脅迫調控中起重要作用。
　　 3 ClIMP基因可能不參與植物在滲透脅迫下的響應過程。
　　 在滲透脅迫條件下，at3g55390突