陸地棉GhNAC3在棉花響應(yīng)非生物逆境中的功能研究.pdf

1、非生物逆境脅迫嚴(yán)重影響棉花的生長發(fā)育、產(chǎn)量及纖維品質(zhì)，培育抗逆的棉花新品種對棉花生產(chǎn)具有重要的意義。NAC(NAM，ATAF1/2，CUC2)是植物特有的一類轉(zhuǎn)錄因子，廣泛參與植物對非生物逆境的響應(yīng)。本研究基于前期棉花干旱脅迫表達(dá)譜分離到一個(gè)顯著誘導(dǎo)表達(dá)的NAC基因GhNAC3，對其在棉花中參與響應(yīng)干旱和鹽脅迫的功能進(jìn)行初步鑒定和機(jī)制探索，主要結(jié)果如下:
　　我們在棉花中鑒定到232個(gè)NAC家族轉(zhuǎn)錄因子，并基于公共數(shù)據(jù)庫表達(dá)譜數(shù)據(jù)

2、對其組織表達(dá)模式和逆境誘導(dǎo)表達(dá)模式進(jìn)行了分析。同時(shí)，我們從陸地棉中克隆到GhNAC3基因，氨基酸序列多重比對結(jié)果顯示該基因具有保守的NAC結(jié)構(gòu)域;亞細(xì)胞定位實(shí)驗(yàn)表明GhNAC3編碼一個(gè)核定位蛋白;酵母反式激活實(shí)驗(yàn)揭示GhNAC3 BD結(jié)構(gòu)域(1-160aa)不具有轉(zhuǎn)錄激活能力，AD結(jié)構(gòu)域(161-298aa)具有轉(zhuǎn)錄激活能力。組織表達(dá)模式分析發(fā)現(xiàn)GhNAC3在根和花中優(yōu)勢表達(dá);非生物逆境表達(dá)模式分析表明，GhNAC3受PEG和NaCl誘

3、導(dǎo)顯著上調(diào)表達(dá)。另外，對GhNAC3啟動子的cis-element分析，發(fā)現(xiàn)該基因的啟動子區(qū)域具有響應(yīng)干旱、鹽和ABA的一些順式作用元件，如 ERD1(early responsive to dehydration)、 DRE/CRT(dehydration-responsive element/C-repeat)等。
　　在擬南芥中超表達(dá)GhNAC3，萌發(fā)實(shí)驗(yàn)及根長實(shí)驗(yàn)表明超表達(dá)該基因可以增強(qiáng)轉(zhuǎn)基因擬南芥對滲透壓脅迫和鹽脅迫的耐

4、受性，對ABA的敏感性降低。利用病毒誘導(dǎo)基因沉默技術(shù)(VIGS)沉默GhNAC3的表達(dá)，ABA含量在干涉材料中顯著降低;干旱處理后，在干涉材料中積累較多的過氧化氫(H2O2)和丙二醛(MDA);離體葉片失水處理、自然干旱和葉盤實(shí)驗(yàn)表明在棉花中沉默該基因可以降低棉花對干旱和鹽脅迫的耐受性。通過農(nóng)桿菌侵染棉花下胚軸轉(zhuǎn)化技術(shù)，我們獲得了穩(wěn)定轉(zhuǎn)化的超表達(dá)材料，與陰性分離材料和野生型一起進(jìn)行PEG6000模擬的滲透脅迫實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，超表達(dá)材料較