鷹嘴豆熱激轉(zhuǎn)錄因子CarHSFB2的特性分析與功能驗(yàn)證.pdf

1、干旱、鹽堿、高低溫等非生物脅迫，往往會對作物的生長發(fā)育和糧食產(chǎn)量造成影響。植物處于逆境脅迫中，植物細(xì)胞通過體內(nèi)滲透壓以及自由基的變化感受脅迫信號，并伴隨著一些激素表達(dá)水平的提高，如ABA。在激素和第二信使的引起的信號傳遞過程中，抗逆相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子被誘導(dǎo)表達(dá)。轉(zhuǎn)錄因子通過識別并特異結(jié)合相關(guān)的順式作用元件來啟動相關(guān)基因的表達(dá)，使植株的耐逆性增強(qiáng)。往往一種轉(zhuǎn)錄因子或者基因的表達(dá)可以在不同脅迫條件下被檢測到，這種交叉適應(yīng)現(xiàn)象在植物中比較普遍。<

2、br>　　本課題組以鷹嘴豆為材料，建立干旱相關(guān)cDNA文庫，并且發(fā)現(xiàn)熱激轉(zhuǎn)錄因子CarHSFB2與干旱脅迫相關(guān)。高等真核生物中，僅含有1-3種熱激轉(zhuǎn)錄因子，而植物中往往含有20多種，并分為A、B、C三類。龐大的基因家族成員往往表現(xiàn)為功能的多樣性和冗余性。研究表明，熱激轉(zhuǎn)錄因子以三種方式發(fā)揮作用，以轉(zhuǎn)錄激活為主的A類轉(zhuǎn)錄因子，以輔助激活或者抑制功能的B類轉(zhuǎn)錄因子，而C類轉(zhuǎn)錄因子的報(bào)導(dǎo)較少。
　　本研究通過與NCBI網(wǎng)站上公布的鷹嘴豆

3、基因組序列信息進(jìn)行比對，確定了前期克隆到的CarHSFB2基因的正確性。其ORF長度略短于其他B類轉(zhuǎn)錄因子的家族成員。N端保守的DNA結(jié)合域中插入了87bp的內(nèi)含子。此外，進(jìn)化分析發(fā)現(xiàn)，與擬南芥AtHSFB2a處于同一進(jìn)化分支。通過網(wǎng)站預(yù)測分析發(fā)現(xiàn)，CarHSFB2為胞內(nèi)蛋白，并且含有潛在的磷酸化位點(diǎn)。將CarHSFB2克隆到酵母表達(dá)載體pDBLeu并轉(zhuǎn)化酵母Mav203，分析發(fā)現(xiàn)，CarHSFB2自身不具有轉(zhuǎn)錄激活功能，也未找到激活活

4、性較高的功能域。
　　我們對T3代轉(zhuǎn)CarHSFB2基因擬南芥的功能驗(yàn)證分析發(fā)現(xiàn)，CarHSFB2基因與擬南芥的耐旱以及基礎(chǔ)耐熱性相關(guān)。干旱脅迫處理3h后，RD29A基因在轉(zhuǎn)基因擬南芥中的積累量高于野生型。150mM的D-甘露醇脅迫后，轉(zhuǎn)基因擬南芥相對電導(dǎo)率也低于野生型擬南芥。高溫脅迫處理?xiàng)l件下轉(zhuǎn)基因擬南芥和野生型擬南芥表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)區(qū)別:1）46℃條件下處理1h，AtHSFA2的積累量仍高于野生型;2）種子發(fā)芽期間給予較高溫度的

5、熱處理后，發(fā)芽率低于野生型;3）3d大幼苗熱激處理70min后，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因擬南芥的存活率較高。對野生型擬南芥提前進(jìn)行一個(gè)溫和的熱處理后，存活率也大大提高。過表達(dá)CarHSFB2基因擬南芥的耐熱特性與35S: AtHSFA3植株較為相似。這些結(jié)論可能揭示了CarHSFB2基因作為一個(gè)輔助激活因子存在，參與了干旱和高溫脅迫過程。
　　此外，研究發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因擬南芥和野生型擬南芥相比，表型變化不大，但開花期較晚。轉(zhuǎn)基因擬南芥對鹽脅迫也有較