水稻逆境誘導(dǎo)型啟動子和低溫應(yīng)答基因OsLCL3的分離與鑒定.pdf

1、水稻是全世界最重要的糧食作物之一。干旱、高鹽、高溫和低溫等非生物逆境制約著水稻的分布和產(chǎn)量，影響了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。研究植物的抗逆機(jī)制，一方面可以推動生物科學(xué)的發(fā)展，另一方面，通過研究抗逆應(yīng)答中的一些重要基因和啟動子，可以對水稻等糧食作物進(jìn)行遺傳改良，提高我國乃至世界糧食產(chǎn)量。
　　本研究包括兩部分內(nèi)容，一是從水稻中分離克隆逆境誘導(dǎo)型啟動子，最終從多個候選啟動子中鑒定受低溫強(qiáng)烈誘導(dǎo)的啟動子PC1和受干旱強(qiáng)烈誘導(dǎo)的啟動子PD1;二是對

2、低溫應(yīng)答基因OsLCL3的分離和鑒定，發(fā)現(xiàn)OsLCL3可能在水稻對低溫的響應(yīng)中起著重要作用。研究的主要結(jié)果如下:
　　1.用Real-time PCR的方法檢測了5個候選啟動子在逆境脅迫前后的表達(dá)量，發(fā)現(xiàn)4個啟動子都受到相應(yīng)逆境的誘導(dǎo)，其中有3個受到強(qiáng)烈地誘導(dǎo);
　　2.對以上4個受逆境誘導(dǎo)的啟動子的轉(zhuǎn)基因材料進(jìn)行了脅迫前后的GUS組織染色，發(fā)現(xiàn)其中2個啟動子的材料在脅迫前后有顯著差異;
　　3.對以上2個在脅迫前后有

3、顯著差異的啟動子轉(zhuǎn)基因材料進(jìn)行了脅迫前后的GUS活性定量分析，發(fā)現(xiàn)這2個啟動子的活性都受逆境強(qiáng)烈誘導(dǎo)，受低溫強(qiáng)烈誘導(dǎo)的啟動子為PC1，受干旱強(qiáng)烈誘導(dǎo)的啟動子為PD1;
　　4.對PC1和PD1進(jìn)行了序列分析，發(fā)現(xiàn)PC1序列中有低溫響應(yīng)元件LTRE等逆境順式作用元件，PD1序列中有干旱響應(yīng)元件DRE等逆境順式作用元件;
　　5.克隆了受低溫強(qiáng)烈誘導(dǎo)的啟動子PC1的基因，命名為OsLCL3。對OsLCL3蛋白序列進(jìn)行同源分析發(fā)現(xiàn)

4、它屬于DUF761超家族。系統(tǒng)樹分析的結(jié)果顯示OsLCL3蛋白在草本類單子葉植物中比較保守;
　　6.利用水稻原生質(zhì)體瞬時表達(dá)系統(tǒng)對OsLCL3蛋白進(jìn)行了亞細(xì)胞定位分析，初步確定了OsLCL3蛋白在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中都有定位;
　　7.將OsLCL3基因在水稻中超量表達(dá)，并對轉(zhuǎn)基因植株進(jìn)行低溫脅迫處理，發(fā)現(xiàn)超量表達(dá)植株在低溫脅迫下的電導(dǎo)率顯著低于野生型對照植株，脅迫后超量表達(dá)植株的存活率顯著高于野生型對照植株，表明OsLCL3