TERF1在轉(zhuǎn)基因水稻中的功能分析.pdf

1、在長期的進化過程中植物形成多種適應機制以應答不同的生物脅迫和非生物脅迫，其中轉(zhuǎn)錄因子激活或者抑制基因的表達是植物適應逆境脅迫的重要方式之一。大量研究表明乙烯反應因子(Ethyleneresponivefactor,ERF)是植物特有的一類轉(zhuǎn)錄因子，它在植物生長發(fā)育、逆境脅迫應答等方面具有重要的調(diào)控功能。本實驗室以GCC-box為bait，利用酵母單雜交系統(tǒng)從番茄cDNA表達文庫中篩選到ERF類轉(zhuǎn)錄因子家族的一個新成員TERF1。在煙草中

2、過表達TERF1能明顯提高煙草的耐旱性、耐鹽性和ABA的敏感性，表明TERF1是一種多功能ERF轉(zhuǎn)錄因子，深入探討TERF1調(diào)控下游功能基因的表達是剖析TERF1調(diào)控植物非生物脅迫抗性機理的關(guān)鍵。鑒于水稻在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和糧食安全中的的重要地位以及其相對清楚的生物信息基礎(chǔ)，本實驗擬通過建立轉(zhuǎn)TERF1水稻，在明確TERF1在植物非生物脅迫中的功能的基礎(chǔ)上，闡明TERF1可能參與的信號調(diào)控途徑，為分子設(shè)計育種提供優(yōu)良的抗性基因和材料。

3、 首先，通過農(nóng)桿菌介導方法獲得并鑒定了11個TERF1水稻轉(zhuǎn)基因株系，同時進行繁殖，用T2代轉(zhuǎn)基因水稻進行非生物脅迫下的生理功能鑒定，即對六日齡幼苗分別進行干旱和PEG處理。實驗表明TERF1能夠提高轉(zhuǎn)基因水稻的抗旱性和滲透脅迫抗性，在25mMPEG(PEG6000)處理30hr后，野生型水稻(WT)葉尖發(fā)生明顯萎蔫，轉(zhuǎn)TERF1基因水稻株系(OE)發(fā)生萎蔫的程度較輕，并且轉(zhuǎn)基因株系根部明顯比野生型發(fā)達；在恢復培養(yǎng)20天后，WT存活率

4、為33.3％，OE-5存活率為88.9％，OE-18和OE-30存活率達到100％。在干旱處理下，野生型水稻葉片發(fā)生明顯萎蔫，葉片向心卷曲，轉(zhuǎn)基因株系只有少數(shù)葉片萎蔫。研究發(fā)現(xiàn)，在正常生長狀態(tài)下，轉(zhuǎn)基因水稻的脯氨酸含量、胞質(zhì)總蛋白等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的含量明顯高于野生型，表明TERF1的表達可能通過改變水稻體內(nèi)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)提高植物非生物脅迫的抗性。我們進一步從從分子水平剖析了TERF1提高轉(zhuǎn)基因水稻的非生物脅迫抗性的可能途徑。即通過生物信息分