玉米抗逆相關(guān)基因Zm-Remorin的克隆和功能分析.pdf

1、玉米（Zea maize L.）是世界上重要的糧食作物，持續(xù)增加玉米的產(chǎn)量是確保世界糧食安全的重要組成部分。玉米在整個(gè)生育期內(nèi)會(huì)不斷受到各種生物和非生物逆境的脅迫，導(dǎo)致正常的生長(zhǎng)發(fā)育受到嚴(yán)重影響，甚至造成絕產(chǎn)。生物脅迫包括病毒、細(xì)菌、真菌和昆蟲等，非生物脅迫包括高溫、干旱、高鹽、冷害和凍害等。生長(zhǎng)在田間的玉米并不能像高等動(dòng)物那樣來(lái)逃避各種災(zāi)害，玉米只能通過調(diào)整自身的生理生化過程，提高自身的抗逆防衛(wèi)機(jī)制來(lái)適應(yīng)和抵抗生物和非生物脅迫所造成的

2、影響。玉米自身存在一套特有的防衛(wèi)反應(yīng)機(jī)制，能夠在抵抗逆境脅迫中發(fā)揮重要作用。因此，發(fā)現(xiàn)并分離在玉米防衛(wèi)反應(yīng)中的關(guān)鍵蛋白質(zhì)，解析玉米防衛(wèi)反應(yīng)機(jī)制，對(duì)整個(gè)玉米生產(chǎn)具有重要的理論價(jià)值和實(shí)踐意義。本文主要的研究?jī)?nèi)容如下：
　　1、本研究在蛋白質(zhì)組學(xué)研究的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對(duì)其中一個(gè)差異表達(dá)的重要蛋白質(zhì)Zm-Remorin進(jìn)行了研究。結(jié)果表明Zm-Remorin的cDNA序列全長(zhǎng)1075bp，ORF序列全長(zhǎng)597bp，編碼199個(gè)氨基酸，DNA序

3、列具有5個(gè)外顯子，4個(gè)內(nèi)含子。Zm-Remorin具有remorin蛋白家族典型的coiled-coil模塊，N端脯氨酸含量為8.9％，屬于remorin蛋白家族的1a組。遺傳系統(tǒng)進(jìn)化樹分析發(fā)現(xiàn)，Zm-Remorin蛋白序列與高粱的remorin蛋白序列親緣關(guān)系最近，位于同一個(gè)進(jìn)化分枝上，與番茄，擬南芥的親緣關(guān)系最遠(yuǎn)。RT-PCR分析發(fā)現(xiàn)，Zm-Remorin在玉米的各個(gè)組織間均有表達(dá)，因此推測(cè)，Zm-Remorin可能廣泛參與玉米的多

4、種生物學(xué)進(jìn)程。應(yīng)用Real-time PCR技術(shù)，研究了Zm-Remorin在激素（SA、JA和ABA）、干旱、高鹽和SCMV病毒侵染處理下的表達(dá)模式，結(jié)果表明激素、干旱和高鹽都可以誘導(dǎo)Zm-Remorin的上調(diào)表達(dá)，而SCMV病毒侵染處理后在抗感品種中出現(xiàn)了相反的表達(dá)趨勢(shì)，在抗性品種中呈現(xiàn)整體上調(diào)的趨勢(shì)，而在感病品種中則為整體下調(diào)的趨勢(shì)，這預(yù)示著Zm-Remorin在玉米抵抗生物脅迫和非生物脅迫中起著重要的調(diào)控作用。
　　2、通

5、過 DNA重組技術(shù)構(gòu)建了帶有 GFP標(biāo)記的融合表達(dá) pCAMBIA1304-Zm-Remorin-GFP載體，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)將其導(dǎo)入模式植物擬南芥中表達(dá)，在藍(lán)光激發(fā)下，通過共聚焦顯微鏡觀察轉(zhuǎn)基因擬南芥的根尖細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)Zm-Remorin是一個(gè)膜定位蛋白質(zhì)，預(yù)示著Zm-Remorin在玉米胞間和胞內(nèi)與胞外的信號(hào)傳遞中起著重要作用。
　　3、通過DNA重組技術(shù)構(gòu)建了Zm-Remorin的過表達(dá)載體pCAMBIA1304-Zm-Remo

6、rin，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)將其導(dǎo)入到擬南芥中，通過轉(zhuǎn)基因擬南芥后代的生物和非生物脅迫處理發(fā)現(xiàn)，過表達(dá)Zm-Remorin基因的擬南芥在抗旱、抗鹽和抗生物侵染能力等方面都有明顯的提高。轉(zhuǎn)基因擬南芥后代的Real-time PCR分析表明在干旱和高鹽條件下，過表達(dá)Zm-Remorin基因擬南芥的ABA1和 ABA2的表達(dá)量都明顯高于野生型和轉(zhuǎn)空載體的擬南芥，說(shuō)明Zm-Remorin可能通過 ABA信號(hào)通路來(lái)調(diào)控植物的抗旱和抗鹽能力；在生物脅迫禾