大豆轉錄因子GmDREB的功能分析.pdf

1、DREB即干旱應答元件結合蛋白(dehydrationresponsiveelementbinding)，是參與植物對干旱、高鹽、低溫等非生物脅迫應答，調節(jié)植物體內(nèi)產(chǎn)生各種生理代謝反應的關鍵因子。自1994年Yamaguchi-Shinozaki等首次在擬南芥中發(fā)現(xiàn)DRE核心序列以來，DREB轉錄因子基因現(xiàn)已得到廣泛研究和應用。目前，在GenBank中注冊的大豆DREB轉錄因子基因不少于15個。研究表明，這些基因在植物應答非生物逆境脅迫

2、途徑中發(fā)揮著重要作用。 本實驗室從大豆的cDNA表達文庫中克隆了一個新的抗逆相關轉錄因子基因——GmDREB(GenBank登錄號：AF514908)。本研究在實驗室前期工作的基礎上，通過轉化模式植物擬南芥，對其性質、功能進行了初步探討與研究。 生物信息學分析發(fā)現(xiàn)：該基因具有525bp的cDNA開放閱讀框序列，編碼174個氨基酸，具有一個由58個氨基酸組成的AP2/EREBP保守域，在N末端和C末端分別有一個核定位信

3、號區(qū)和轉錄激活區(qū)。 本研究將GmDREB基因的全長編碼序列構建到具有CaMV35S強啟動子的真核表達載體pCAMBIA1304上，該載體攜帶GFP綠色熒光蛋白基因和GUS報告基因，均由CaMV35S啟動子啟動。借助優(yōu)化的floral-dip法，轉化模式植物擬南芥，并經(jīng)抗性篩選得到穩(wěn)定遺傳的轉基因純合系后代。對轉基因后代的GUS組織染色分析顯示：在轉入pCAMBIA1304的轉基因幼苗中，GUS基因通體表達。而在轉入了攜帶目的基

4、因35S:GmDREB-GFP-GUS載體的幼苗中，GUS基因的表達則表現(xiàn)出組織特異性。在苗齡分別為5d、7d幼苗的主根、側根、根毛、胚軸及真葉部位，GUS基因大量表達，而在子葉中不表達或表達很弱。GFP熒光定位分析顯示同樣結果：在pCAMBIA1304的轉基因幼苗中，GFP熒光蛋白通體表達，且定位于整個細胞中。而在轉35S:GmDREB-GFP-GUS的幼苗中，同GUS報告基因的表達相似，GFP綠色熒光主要位于幼苗的根部及胚軸部位，定

5、位于細胞的細胞核和細胞膜，主要集中于細胞核。 為進一步研究GmDREB基因的功能，將轉基因植株與野生型對照經(jīng)干旱和高鹽脅迫處理，然后觀察其表型特征，并分別在0d、6d、15d取樣，測定其生理指標。表型觀察發(fā)現(xiàn)：脅迫條件下，轉基因植株的抗旱性與耐鹽性較野生型植株明顯提高。生理指標測定表明：干旱和鹽脅迫均會導致植株含水量下降，但脅迫條件下轉基因植株含水量的降低要顯著低于野生型植株含水量的降低；干旱和鹽脅迫會導致野生型和轉基因型植株