長穗偃麥草AP2-ERF家族轉錄因子的功能研究.pdf

1、AP2/ERF(乙烯應答元件結合蛋白)轉錄因子家族是植物所特有的一類轉錄因子，主要參與植物的細胞周期、生長發(fā)育以及生物和非生物脅迫相關基因的表達調控。根據(jù)它們含AP2/EREBP結構域的數(shù)目，AP2/ERF轉錄因子超家族分為AP2、RAV和ERF三個家族。ERF家族含有一個AP2/EREBP結構域，又分為CBF/DREB家族、ERF家族和其他蛋白。DREB屬于CBF/DREB亞族，是干旱應答元件結合蛋白，參與植物對干旱、高鹽、低溫、水澇

2、等非生物脅迫的應答，調控逆境誘導基因的表達。ERF亞族基因參與植物對激素（乙烯）的分子應答反應，在非生物脅迫中也起作用。目前AP2家族基因研究最多的是模式植物擬楠芥，在抗逆性優(yōu)良的野生資源植物中還很少研究。因此，加快野生資源植物中的抗逆優(yōu)異基因資源的挖掘和功能驗證對農(nóng)作物轉基因育種具有重要應用價值和理論意義。EeAP2.2和EeAP2-1.1基因是本實驗室從抗逆性優(yōu)良的長穗偃麥草中克隆的2個AP2/ERF家族抗逆高豐度表達基因。本研究應

3、用生物信息學技術對EeAP2.2和EeAP2-1.1的功能進行了預測，通過半定量RT-PCR檢測了高鹽和干旱脅迫下二者基因轉錄豐度的變化，并通過轉化煙草對EeAP2.2的抗逆性功能進行了初步研究，利用NMT技術表達EeAP2.2的抗逆性機理進行了探討。同時構建了pSB187-EeAP2.2:GFP融合表達載體，并對用于轉基因煙草篩選的潮霉素最適生長濃度進行了摸索。得到如下研究結果:
　　 1.EeAP2.2和EeAP2-1.1基

4、因均含有一個保守的YRG和RAYD結構域，屬于EREBP家族，EeAP2.2基因屬于ERF家族中的DREB亞族基因，EeAP2-1.1基因屬于ERF家族中的ERF亞族基因。
　　 2.在未脅迫條件下EeAP2-1.1在根部的表達量要明顯低于EeAP2.2，干旱和高鹽脅迫均能誘導二者的上調表達，脅迫4小時在根部和葉部二者的表達量均有顯著增加，脅迫12小時，二者在根部和葉部的表達量持續(xù)增加，但在PEG脅迫條件下的EeAP2-1.1基

5、因基本維持在脅迫4小時時的表達水平。
　　 3.EeAP2.2轉基因煙草干旱脅迫后增加K+內流，高鹽脅迫阻止K+和H+大量外流，低溫脅迫后H+和K+流速和流向出現(xiàn)反常，但是脅迫后恢復正常培養(yǎng)時野生植株全部死亡。
　　 4.轉化植株的PCR檢測結果顯示，EeAP2.2基因成功整合到了煙草基因組中。轉基因煙草植株在正常生長條件下出現(xiàn)矮化，平均株高降低約44％，葉片總數(shù)減少41.4％，單葉面積減小近38％，但是在開花期綠葉數(shù)增