草坪草耐熱基因克隆和耐旱基因篩選.pdf

1、干旱與熱是植物生長的非生物脅迫兩種主要因素,植物新陳代謝將因此發(fā)生變化,生理活動受到阻礙出現(xiàn)萎蔫。因此它們嚴(yán)重影響了植物的生長,成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展和城市綠化的嚴(yán)重制約因素。研究植物抗逆的分子生物學(xué)機(jī)制,通過基因工程改良物種對干旱或著高溫的耐受性,是解決這些非生物脅迫對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展和城市綠化制約的有效方法。
　　 AsEXP1基因是從極端耐熱型草種A.scabra中分離的到擴(kuò)展蛋白基因,在高溫脅迫下大量表達(dá)。實(shí)驗(yàn)證明該基因與A.sc

2、abra的耐熱品質(zhì)密切相關(guān),是耐熱基因。本實(shí)驗(yàn)是從草坪草的另一耐熱植物翦股穎"Penn A-4"基因組中通過基因組步移的方法克隆到AsEXP1基因全長,全長2.6kb左右包括啟動子、三個(gè)編碼區(qū)、兩個(gè)內(nèi)含子及3'非翻譯區(qū)。兩個(gè)內(nèi)含子分別位于+136～+244(以翻譯起始位點(diǎn)為+1)和+561～+907之間,內(nèi)含子Ⅰ由108對堿基組成,內(nèi)含子Ⅱ由344對堿基組成。AsEXP1基因5'-非編碼區(qū)包括啟動子部分約1.0kb的DNA片段,通過PL

3、ACE數(shù)據(jù)庫分析發(fā)現(xiàn)其TATA box附近和下游區(qū)含有大量ABA、GA激素的識別應(yīng)答元件。這暗示該基因在抗熱翦股穎中的表達(dá)很可能與ABA、GA的調(diào)控有著密切的關(guān)系。RT-PCR實(shí)驗(yàn)初步證實(shí)該基因受ABA、GA的調(diào)控。
　　 為了研究草坪草狗牙根耐旱的分子機(jī)制,本實(shí)驗(yàn)通過抑制性消減雜交建立Tifway(耐旱品種)和C299(旱敏感品種)的5天和10天的干旱脅迫cDNA文庫,比較兩品種間旱誘導(dǎo)上調(diào)表達(dá)基因的差異,并通過半定量RT-P

4、CR確定Tifway中與耐旱密切相關(guān)的基因。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:與植物蠟質(zhì)合成密切相關(guān)的CER1基因,與消除氧自由基密切相關(guān)的SOD,glutathione peroxidase,2-Cysperoxiredoxins,GAPDH以及與抗逆相關(guān)的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子EREBP-4和WRKY,上述基因在Tifway中的表達(dá)量遠(yuǎn)高于C299。此結(jié)果顯示了Tifway主要從消除氧自由基及減少水份散失等多個(gè)方面應(yīng)對旱的脅迫。這些基因可作為耐旱分子標(biāo)記的候選基