玉米MYB家族ZmMYB3R基因的克隆及抗逆功能研究.pdf

1、玉米作為重要的糧食作物和工業(yè)原料，在其生物進化過程中為應對各種逆境脅迫形成了復雜的調(diào)控網(wǎng)絡。其中，通過轉(zhuǎn)錄因子與靶基因的結(jié)合來調(diào)控各種逆境相關基因的表達，可以提高植物對逆境的抗性。研究表明，MYB家族轉(zhuǎn)錄因子能夠積極地響應植物逆境脅迫。其中R2R3亞家族是高度保守的、最為廣泛的一類參與植物逆境脅迫的亞家族。而R1R2R3亞家族基因在植物逆境脅迫中的功能報道還較少，只有個別基因在擬南芥和水稻以及小麥中被發(fā)現(xiàn)與耐鹽、耐旱等一些抗逆功能相關。

2、本研究通過生物信息學分析并篩選了玉米中R1R2R3亞家族基因，結(jié)合PCR方法從玉米中克隆了ZmMYB3R基因。利用亞細胞定位、熒光定量PCR以及過表達轉(zhuǎn)基因手段等一系列研究方法明確了該基因在玉米抗逆過程中的功能，并對其響應逆境脅迫的機制做了初步分析。具體結(jié)果如下：
　　1.序列分析發(fā)現(xiàn)ZmMYB3R基因全長為1692bp，編碼563個氨基酸，分子質(zhì)量為61.66kD，等電點為8.33。在N端有三個MYB結(jié)構域，每個結(jié)構域中有三個色

3、氨酸殘基。同時ZmMYB3R基因與近緣物種逆境相關的3R基因的進化關系非常緊密。
　　2.熒光定量PCR結(jié)果表明ZmMYB3R基因受外源ABA、干旱和高鹽脅迫條件的誘導表達。同時組織表達模式分析顯示ZmMYB3R在各個組織中均有不同程度的表達，其中在莖和葉片中表達量較高。
　　3.通過亞細胞定位分析發(fā)現(xiàn)，ZmMYB3R轉(zhuǎn)錄因子是核定位蛋白。轉(zhuǎn)錄活性分析表明該基因具有轉(zhuǎn)錄活性，通過篩選得出活性區(qū)域為217-563bp。

4、　　4.利用PCR方法構建過表達載體結(jié)合農(nóng)桿菌侵染法獲得轉(zhuǎn)基因擬南芥植株。在MS培養(yǎng)基上添加NaCl和Mannitol模擬高鹽、干旱環(huán)境。除此之外在真實環(huán)境下高鹽和干旱處理植株，并測定傷害度。脅迫處理結(jié)果顯示：相較于野生型，轉(zhuǎn)基因植株的耐鹽和抗旱能力明顯提高。
　　5. ABA敏感性實驗表明，轉(zhuǎn)基因植株種子的萌發(fā)率明顯高于野生型，葉片氣孔孔徑顯著減小。用外源的ABA處理轉(zhuǎn)基因型和野生型的擬南芥，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因型的擬南芥的發(fā)芽率明顯高于