玉米抗旱相關(guān)基因Zmhdz12的功能分析.pdf

1、玉米是全球三大糧食作物之一，是人類日常生活中重要的糧食作物。近年來(lái)，隨著氣候變暖和環(huán)境的惡化，干旱、鹽漬等非生物脅迫嚴(yán)重影響了中國(guó)玉米產(chǎn)量和品質(zhì)。因此，玉米的抗逆育種和品質(zhì)改良顯得尤為重要。越來(lái)越多的研究表明，轉(zhuǎn)錄因子在植物抗逆應(yīng)答機(jī)制中發(fā)揮著重要作用。挖掘玉米抗旱相關(guān)基因、研究其作用機(jī)制，并應(yīng)用于品種改良，已經(jīng)成為當(dāng)前作物抗逆遺傳改良的研究熱點(diǎn)。HD-Zip家族成員是近年研究較多的一類轉(zhuǎn)錄因子，在植物的生長(zhǎng)發(fā)育和抗逆應(yīng)答機(jī)制中發(fā)揮著重

2、要作用。其中HD-ZipⅠ家族成員主要參與植物的非生物脅迫反應(yīng)。本研究基于前期工作基礎(chǔ)，在玉米B73基因組中分離出受干旱強(qiáng)烈誘導(dǎo)的HD-Zip家族基因Zmhdz12(Zea mays homeodomain-leucine zipper)并對(duì)其進(jìn)行生物學(xué)功能分析，獲得了如下主要結(jié)果:
　　1.氨基酸序列和結(jié)構(gòu)分析表明Zmhdz12屬于HD-ZipⅠ家族，該基因編碼區(qū)全長(zhǎng)735bp，總編碼244個(gè)氨基酸，相對(duì)分子質(zhì)量為26.79kD

3、，等電點(diǎn)為5.38。
　　2.通過(guò)熒光定量PCR對(duì)Zmhdz12組織表達(dá)模式進(jìn)行分析，結(jié)果表明Zmhdz12在檢測(cè)的玉米組織中均有表達(dá)，其中在葉中表達(dá)量最高。
　　3.亞細(xì)胞定位分析顯示，Zmhdz12是一個(gè)核定位蛋白;轉(zhuǎn)錄激活實(shí)驗(yàn)表明該蛋白在酵母中具有轉(zhuǎn)錄自激活活性且其轉(zhuǎn)錄活性區(qū)域位于第127-190氨基酸之間;通過(guò)酵母單雜交實(shí)驗(yàn)表明Zmhdz12能夠與CAAT(A/T)ATTG元件發(fā)生特異性結(jié)合。
　　4.對(duì)Zmh

4、dz12過(guò)量表達(dá)的轉(zhuǎn)基因擬南芥植株進(jìn)行耐旱性分析發(fā)現(xiàn)，干旱處理之后轉(zhuǎn)基因擬南芥相對(duì)于對(duì)照野生型具有明顯的抗旱性。進(jìn)一步對(duì)處理后的轉(zhuǎn)基因和對(duì)照植株的生理生化指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，發(fā)現(xiàn)Zmhd12轉(zhuǎn)基因植株的丙二醛含量、相對(duì)電導(dǎo)率低于對(duì)照，含水量、脯氨酸含量和過(guò)氧化氫酶活力都顯著高于對(duì)照。
　　5.ABA敏感性試驗(yàn)結(jié)果表明，Zmhdz12轉(zhuǎn)基因擬南芥和野生型的種子萌發(fā)和幼苗根長(zhǎng)無(wú)明顯差別，表明轉(zhuǎn)基因植株對(duì)外源ABA并不敏感。
　　6.通