大豆CAMTA基因家族的鑒定及其對逆境的響應(yīng)與擬南芥CAMTA3-SR1參與干旱反應(yīng)的研究.pdf

1、鈣調(diào)素結(jié)合轉(zhuǎn)錄激活因子（CAMTA）是一類廣泛存在于多細(xì)胞真核生物中的結(jié)構(gòu)保守的鈣調(diào)素結(jié)合型轉(zhuǎn)錄因子。植物CAMTA在生物和非生物脅迫反應(yīng)中發(fā)揮重要的作用。大豆作為一種主要的糧食作物，能夠通過根瘤菌和叢枝菌根真菌從土壤中獲得氮和磷營養(yǎng)，然而各種環(huán)境脅迫是影響大豆產(chǎn)量的主要因素。目前我們還缺乏對大豆CAMTA基因家族的認(rèn)識。
　　本研究首先在大豆的基因組中找出所有CAMTA的同源基因，然后分析其上游1.5 kb啟動子區(qū)域中脅迫相關(guān)順

2、式作用元件的分布，接著通過熒光定量 RT-PCR分析所有大豆 CAMTA基因在根和葉中的表達(dá)及其對不同逆境脅迫的響應(yīng)。我們總共在大豆基因組中找到了15個和擬南芥CAMTA基因高度同源的基因，命名為GmCAMTA1-15。和其他動植物CAMTA一樣，所有的GmCAMTA從N端依次排列著一個CG-1 DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域、一個TIG（transcription factor immunoglobulin）結(jié)構(gòu)域、ANK重復(fù)（ankyrin re

3、peat）結(jié)構(gòu)域、一個Ca2+依賴型CaM結(jié)合結(jié)構(gòu)域（Ca2+-dependent CaM binding domain，CaMBD）和串聯(lián)重復(fù)的IQ基序（IQ motif）等功能性結(jié)構(gòu)域。所有GmCAMTA基因在根和葉中都表達(dá)。所有GmCAMTA基因在鹽脅迫下都被誘導(dǎo)，大部分 GmCAMTA在多種脅迫和激素處理下都被誘導(dǎo)，包括冷脅迫、雙氧水、脫落酸、水楊酸和茉莉酸甲酯，而4個GmCAMTA基因（GmCAMTA5、6、7和10）在雙氧水

4、的處理下被抑制。GmCAMTA基因家族的啟動子區(qū)域還包含許多與脅迫相關(guān)的順式作用元件。這些結(jié)果表明 GmCAMTA基因家族對各種脅迫和激素信號響應(yīng)，它們可能在大豆對環(huán)境脅迫的抗性中起著重要的作用?？紤]到大豆轉(zhuǎn)化體系周期較長又不太成熟，我們在模式植物擬南芥中對可能參與干旱脅迫反應(yīng)的CAMTA3/SR1進(jìn)行了初步分析。SR1功能缺失突變體sr1-1和sr1-2與野生型（WT）相比，對干旱的敏感性增加，葉片的失水率也增加，而在sr1-1背景下

5、過量表達(dá)SR1（35S::SR1/sr1-1）回復(fù)了干旱敏感的表型；過量表達(dá)SR1降低了葉片失水率，提高了植物耐旱能力；種子萌發(fā)實(shí)驗(yàn)表明sr1-1和sr1-2對ABA的敏感性降低，而SR1過表達(dá)植物（35S:SR1）對ABA的敏感性增加；在sr1背景下通過敲除PAD4和ICS1阻斷sr1水楊酸的積累，發(fā)現(xiàn)sr1-1 pad4和sr1-2 ics1雙突變體抗干旱能力高于sr1、pad4或ics1，而和WT沒有差異，并且這兩個雙突變體對AB