陸地棉GhNAC3在棉花響應非生物逆境中的功能研究.pdf

1、非生物逆境脅迫嚴重影響棉花的生長發(fā)育、產(chǎn)量及纖維品質(zhì)，培育抗逆的棉花新品種對棉花生產(chǎn)具有重要的意義。NAC(NAM，ATAF1/2，CUC2)是植物特有的一類轉(zhuǎn)錄因子，廣泛參與植物對非生物逆境的響應。本研究基于前期棉花干旱脅迫表達譜分離到一個顯著誘導表達的NAC基因GhNAC3，對其在棉花中參與響應干旱和鹽脅迫的功能進行初步鑒定和機制探索，主要結(jié)果如下:
　　我們在棉花中鑒定到232個NAC家族轉(zhuǎn)錄因子，并基于公共數(shù)據(jù)庫表達譜數(shù)據(jù)

2、對其組織表達模式和逆境誘導表達模式進行了分析。同時，我們從陸地棉中克隆到GhNAC3基因，氨基酸序列多重比對結(jié)果顯示該基因具有保守的NAC結(jié)構(gòu)域;亞細胞定位實驗表明GhNAC3編碼一個核定位蛋白;酵母反式激活實驗揭示GhNAC3 BD結(jié)構(gòu)域(1-160aa)不具有轉(zhuǎn)錄激活能力，AD結(jié)構(gòu)域(161-298aa)具有轉(zhuǎn)錄激活能力。組織表達模式分析發(fā)現(xiàn)GhNAC3在根和花中優(yōu)勢表達;非生物逆境表達模式分析表明，GhNAC3受PEG和NaCl誘

3、導顯著上調(diào)表達。另外，對GhNAC3啟動子的cis-element分析，發(fā)現(xiàn)該基因的啟動子區(qū)域具有響應干旱、鹽和ABA的一些順式作用元件，如 ERD1(early responsive to dehydration)、 DRE/CRT(dehydration-responsive element/C-repeat)等。
　　在擬南芥中超表達GhNAC3，萌發(fā)實驗及根長實驗表明超表達該基因可以增強轉(zhuǎn)基因擬南芥對滲透壓脅迫和鹽脅迫的耐

4、受性，對ABA的敏感性降低。利用病毒誘導基因沉默技術(shù)(VIGS)沉默GhNAC3的表達，ABA含量在干涉材料中顯著降低;干旱處理后，在干涉材料中積累較多的過氧化氫(H2O2)和丙二醛(MDA);離體葉片失水處理、自然干旱和葉盤實驗表明在棉花中沉默該基因可以降低棉花對干旱和鹽脅迫的耐受性。通過農(nóng)桿菌侵染棉花下胚軸轉(zhuǎn)化技術(shù)，我們獲得了穩(wěn)定轉(zhuǎn)化的超表達材料，與陰性分離材料和野生型一起進行PEG6000模擬的滲透脅迫實驗，結(jié)果表明，超表達材料較