玉米Na+-H+質(zhì)子泵ZmNHX1功能的初步研究.pdf

1、植物的Na+/H+質(zhì)子泵(NHX)也稱Na+/H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，通常位于細(xì)胞的質(zhì)膜或內(nèi)膜系統(tǒng)上，參與細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸、調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)pH值以及Na+的區(qū)域化，在植物抗鹽脅迫中起重要作用。目前擬南芥NHXs家族研究最清楚，共有8個(gè)NHX基因，其余多個(gè)植物NHX基因均有報(bào)道，它們分屬于2個(gè)大亞家族，一類位于質(zhì)膜上，另一類位于細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)，質(zhì)膜上NHX基因也稱為SOS-Like。位于內(nèi)膜系統(tǒng)中的NHXs包括位于液泡膜上的ClassⅠ和位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基

2、體等上的ClassⅡ。
　　本文以擬南芥NHX序列為模板，在maize GDB及MAGI等數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行blastp比對(duì)，最終獲得7個(gè)玉米NHX全長(zhǎng)序列，重新命名為ZmNHX1～ZmNHX7。根據(jù)所得序列設(shè)計(jì)引物，通過(guò)RT-PCR擴(kuò)增和測(cè)序，共獲得7個(gè)ORF序列，對(duì)其蛋白質(zhì)序列進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)ZmNHX1、ZmNHX2、ZmNHX3和ZmNHX4屬于ClassⅠ，ZmNHX5和ZmNHX6屬于ClassⅡ，ZmNHX7屬于SOS-Li

3、ke亞家族。本文實(shí)驗(yàn)部分主要對(duì)ZmNHX1基因及其啟動(dòng)子開(kāi)展了研究。
　　對(duì)ZmNHX1啟動(dòng)子進(jìn)行克隆和信息學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)其具有ABA和干旱誘導(dǎo)元件。用實(shí)時(shí)定量PCR技術(shù)分析玉米幼苗ZmNHX1基因在非生物脅迫（ABA、NaCl、LiCl、脫水、高溫及低溫）下的表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)NaCl處理后全株及根部ZmNHX1的表達(dá)量上升，而且根部ZmNHX1的表達(dá)還受到LiCl誘導(dǎo)。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)根部ZmNHX1的表達(dá)一定程度上受到ABA的抑制。對(duì)器

4、官表達(dá)特異性分析，發(fā)現(xiàn)ZmNHX1在成熟玉米植株的根、莖、葉、雄蕊和雌蕊等器官中均有表達(dá)，其中葉、雄蕊和穗中表達(dá)量較高。
　　利用缺失Na+/H+反向轉(zhuǎn)運(yùn)器的酵母功能缺失突變體ATX3進(jìn)行功能互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建pYES-2-ZmNHX1酵母表達(dá)載體并轉(zhuǎn)化酵母，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)ZmNHX1的ATX3酵母突變體能夠部分恢復(fù)對(duì)Na+離子和Li+離子的耐受能力。利用mbSUS酵母雙雜系統(tǒng)分析玉米ZmNHX1與玉米ZmCIPKs的互作情況，結(jié)果并未發(fā)現(xiàn)Z