玉米轉錄因子ABP9的染色體定位、發(fā)育表達譜及功能分析.pdf

1、玉米轉錄因子ABP9（ABRE binding protein9）是通過酵母單雜交的方法，以活性氧清除基因Cat1（Catalase1）啟動子的順式元件ABRE2為目標序列，從玉米自交系齊319授粉后17天的幼胚cDNA文庫中篩選得到的能夠與ABRE2結合的轉錄因子。ABP9全長cDNA序列共1510 bp，其中開放閱讀框（ORF）為1158 bp，編碼358個氨基酸。據此cDNA序列，本實驗室前期通過PCR法克隆了ABP9編碼區(qū)的基因

2、組序列，還通過PCR步移法克隆了ABP9起始ATG上游2006 bp的啟動子序列。研究表明，ABP9基因的表達受ABA、干旱、H2O2和高鹽脅迫等非生物逆境的誘導；ABP9過表達轉基因擬南芥能大幅度提高植株對干旱、低溫、高鹽等多種非生物逆境的耐受性，在逆境下，轉ABP9擬南芥能提高植株的光合能力，具有更強的ROS清除能力，且表現出ABA和氣孔關閉響應的高敏感性。這些結果說明ABP9基因在植物抗逆性過程中發(fā)揮了重要的作用。盡管如此，對于A

3、BP9的認知和應用還有待于進一步研究。存在的科學問題有：ABP9基因完整且準確的基因組序列和染色體定位信息；ABP9在玉米整個生育期的時空表達特異性以及轉基因功能等。本文第一部分是對已構建好的玉米自交系齊319的細菌人工染色體（Bacterial artificial chromosome，BAC）文庫中含有ABP9基因的單克隆進行篩選，通過測序和比對來獲得ABP9準確的基因組序列和染色體定位信息；第二部分是通過構建Pabp9-GUS載

4、體并轉化玉米以研究該基因在玉米的整個生長發(fā)育過程中的時空表達特異性；第三部分是將ABP9基因與不同強度啟動子進行融合以研究其在轉基因玉米中表型及抗逆能力，以期篩選到驅動ABP9適量表達的啟動子，用以培育生長發(fā)育和抗逆性俱佳的玉米新品種。主要研究成果如下:
　　1、應用PCR分級篩選法從玉米自交系齊319的BAC文庫中篩選到19個含有ABP9基因的一級陽性混池；從BAC-103，BAC-159兩個一級陽性混池中篩選到4個含有ABP9

5、基因的陽性單克隆，分別是：BAC-103-C3、BAC-103-L5、BAC-159-D1、BAC-159-E1。
　　2、陽性單克隆BAC-103-C3經全序列測定獲得了ABP9基因準確的基因組序列及其旁側基因組序列；序列比對后將ABP9基因定位于玉米自交系Mo17基因組的3號染色體上。
　　3、對ABP9基因啟動子Pabp9驅動GUS表達的轉基因玉米生育期各組織器官的GUS染色和GUS相對酶活進行分析，ABP9基因在種子

6、萌發(fā)24小時（G0）的胚芽和胚根、播種6天(G1)的整個植株，V18期、R1期的雌穗及授粉第6、第8天的籽粒種皮中表達最強，其他時期的組織器官中表達較弱或不表達，推測該基因是一個組織特異性表達的基因，并且參與玉米籽粒發(fā)育早期的調控。
　　4、對水稻α-微管蛋白基因Os-TubA4啟動子Postuba4驅動ABP9表達的轉基因玉米干旱逆境下的光合參數進行測定，轉基因株系比非轉基因株系的光合能力和水分利用效率更強，說明Postuba4