玉米中鹽旱相關(guān)基因ZmVPP1,ZmCRY1的克隆與功能分析.pdf

1、玉米是世界上重要的糧食作物,鹽旱等非生物脅迫是限制玉米生產(chǎn)的重要因素,挖掘玉米耐鹽旱基因并進(jìn)行功能研究,不但具有重要的理論意義,而且具有廣泛的應(yīng)用價值,可以為玉米抗逆轉(zhuǎn)基因育種提供潛在的有效候選基因。
　　植物中液泡膜焦磷酸酶(vacuolar pyrophosphatase,VPP)是結(jié)合在植物液泡膜上的一類焦磷酸酶,具有焦磷酸酶活性和質(zhì)子泵功能?？梢詫⒔沽姿岱纸?把H+從細(xì)胞質(zhì)泵入到液泡中,建立起跨膜H+梯度,為Na+/H+逆

2、向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白提供動力。研究發(fā)現(xiàn)擬南芥中VPP的過表達(dá)可以提高植物的耐鹽性與耐旱性。自從1975年首次提取到VPP以來,現(xiàn)已在多種植物中克隆到VPP基因。前人研究主要集中在焦磷酸酶的生理活性的變化和脅迫條件下其他生理指標(biāo)的變化上,對逆境脅迫下基因表達(dá)量的變化和組織特異性表達(dá)研究較少,玉米中VPP的耐鹽性研究及啟動子分析未見報道。植物中的隱花色素(cryptochrome,CRY)是一種藍(lán)光受體,可以調(diào)節(jié)中胚軸的伸長,提高耐深播能力,有可能提

3、高作物的耐旱性,在玉米中的研究未見報道。
　　本研究在玉米中克隆到ZmVPP1基因,對其表達(dá)特性和功能進(jìn)行分析。同時對玉米中ZmCRY1基因進(jìn)行了電子克隆與生物信息學(xué)分析。主要結(jié)果如下:
　　1、ZmVPP1基因的克隆與序列分析采用同源克隆的方法,克隆得到ZmVPP1全長cDNA,同時在數(shù)據(jù)庫中得到ZmVPP1的DNA和啟動子序列。該基因?qū)儆贖_PPase superfamily(GenBank登錄號為cl11452)。對Z

4、mVPP1啟動子進(jìn)行順式作用元件分析,發(fā)現(xiàn)具有受低溫、脫落酸、水楊酸、茉莉酸等誘導(dǎo)的一系列順式調(diào)控元件。
　　2、ZmVPP1基因在玉米中的表達(dá)分析正常生長條件下,ZmVPP1在玉米的成熟葉片中表達(dá)量較高,而在生殖器官中表達(dá)量較少。ZmVPP1受脫水、PEG、鹽、低溫等條件的誘導(dǎo)表達(dá),但不受ABA誘導(dǎo)。
　　3、ZmVPP1基因轉(zhuǎn)化野生型擬南芥已成功的轉(zhuǎn)化到野生型擬南芥,得到15株陽性克隆。篩到T2代。
　　4、ZmC