茶樹bZIP家族基因的非生物脅迫響應(yīng)及C亞家族CsbZIP6和CsbZIP4的功能初步分析.pdf

1、研究植物如何響應(yīng)逆境脅迫一直是植物學(xué)研究領(lǐng)域的重要課題。堿性亮氨酸拉鏈bZIP蛋白是真核生物中分布最廣泛且最保守的一類蛋白，已有研究表明其在植物的生長發(fā)育及逆境脅迫響應(yīng)中具有重要的作用。本論文在前期克隆11個(gè)CsbZIP基因的基礎(chǔ)上開展，繼續(xù)對茶樹bZIP基因進(jìn)行克隆，采用熒光定量 PCR檢測它們的組織表達(dá)特異性以及不同非生物脅迫下在茶樹葉片和根中的表達(dá)模式，并對CsbZIP6和CsbZIP4的抗逆功能進(jìn)行了擬南芥過表達(dá)驗(yàn)證研究。并本論

2、文主要結(jié)果有以下幾方面：
　　1、茶樹CsbZIP基因的的克隆與生物信息學(xué)分析
　　再次克隆了7個(gè)茶樹bZIP基因，分別命名為CsbZIP12-CsbZIP18，分析結(jié)果表明，18個(gè)CsbZIPs蛋白都含有典型的 bZIP結(jié)構(gòu)域，通過與擬南芥 bZIP家族75個(gè)成員氨基酸序列構(gòu)建發(fā)育樹及MEME預(yù)測保守結(jié)構(gòu)域分析，將18個(gè)CsbZIP蛋白歸類為10個(gè)亞家族（A、B、C、D、E、F、H、I、S和K亞家族）。
　　2、組織

3、特異性表達(dá)和非生物脅迫響應(yīng)分析
　　1)組織特異性表達(dá)結(jié)果顯示，在四種組織中，CsbZIP18的表達(dá)量是所有基因中最低的；在不同組織間，CsbZIP12、CsbZIP14和CsbZIP18這3個(gè)基因在根中的表達(dá)量相對較高，另外三種組織中的表達(dá)較低；相反，CsbZIP16在根中的表達(dá)量極低；其余基因在這四種組織間的表達(dá)量相差不大。
　　2)茶樹水培苗在低溫、ABA、鹽和干旱四種脅迫處理下的time-course實(shí)驗(yàn)，檢測18個(gè)

4、CsbZIP基因在0，1，3，9，24，72和120 h7個(gè)采樣點(diǎn)的葉片和根的定量表達(dá)。結(jié)果顯示，絕大部分CsbZIP基因都對這幾種脅迫有響應(yīng)，從誘導(dǎo)強(qiáng)度來看，CsbZIP16、CsbZIP17和CsbZIP18在這幾種脅迫下表達(dá)量相對較大。
　　3、CsbZIP6負(fù)調(diào)控?cái)M南芥的低溫響應(yīng)
　　1)亞細(xì)胞定位顯示CsbZIP6蛋白定位于細(xì)胞核?？寺～@得啟動(dòng)子序列2201 bp，發(fā)現(xiàn)含多個(gè)低溫脅迫響應(yīng)元件如ABRE、CBFHV、

5、LTRE等。
　　2)ABA敏感性：過表達(dá)CsbZIP6增強(qiáng)轉(zhuǎn)基因擬南芥萌發(fā)時(shí)期對ABA的敏感性。
　　3)低溫響應(yīng)：過表達(dá)CsbZIP6轉(zhuǎn)基因擬南芥幼苗凍傷情況比野生型嚴(yán)重，轉(zhuǎn)基因株系的存活率降低，相對電導(dǎo)率增大，可溶性糖含量降低，丙二醛含量升高，這些指標(biāo)都間接說明了過表達(dá)CsbZIP6降低擬南芥轉(zhuǎn)基因植株的抗凍性?；蛐酒治霭l(fā)現(xiàn)，GO通路主要富集在響應(yīng)低溫、水分脅迫、糖代謝等過程；參與低溫和滲透相關(guān)的基因大多都是下調(diào)表

6、達(dá)，如COR413IM1、DREB1A/CBF3、KIN1和LEA4-5等，而低溫響應(yīng)途徑中起負(fù)調(diào)控作用的MYB15以及對低溫敏感的基因BT5和DIN10上調(diào)表達(dá)，以及糖相關(guān)差異表達(dá)基因APL3、APL4和SBE2.2下調(diào)。
　　4、CsbZIP4正調(diào)控?cái)M南芥的耐鹽響應(yīng)
　　亞細(xì)胞定位顯示CsbZIP4蛋白定位于細(xì)胞核。過表達(dá)CsbZIP4提高了轉(zhuǎn)基因擬南芥株系在種子萌發(fā)階段的耐鹽性，降低了ABA敏感性。對CsbZIP4轉(zhuǎn)基