一個(gè)擬南芥抗寒和抗旱基因的功能和作用機(jī)理研究.pdf

1、干旱和低溫脅迫嚴(yán)重影響作物生長和發(fā)育從而導(dǎo)致作物減產(chǎn)。因此，研究植物抗旱和抗寒具有重要的理論意義和實(shí)踐價(jià)值。前期研究中，發(fā)現(xiàn)一個(gè)編碼擬南芥未知功能蛋白的基因LWT1被低溫和干旱脅迫誘導(dǎo)，且其功能缺失突變體對(duì)低溫和干旱脅迫均表現(xiàn)敏感，然而，其作用機(jī)理尚不清楚。本研究進(jìn)一步利用功能獲得型研究方法研究了LWT1基因功能及其調(diào)控機(jī)理。主要研究結(jié)果如下
　　1.以野生型擬南芥的cDNA為模板擴(kuò)增LWT1基因全長，將該基因連接到pART27載

2、體上。獲得的重組載體轉(zhuǎn)化至農(nóng)桿菌菌株GV3101，通過浸花轉(zhuǎn)化法將LWT1重組載體轉(zhuǎn)化到擬南芥野生型植株中，利用轉(zhuǎn)基因篩選與遺傳鑒定獲得LWT1過表達(dá)轉(zhuǎn)基因植株。
　　2.在低溫脅迫條件下，與野生型相比，LWT1過表達(dá)株系對(duì)低溫耐受，其存活率較高，而電導(dǎo)率則較低。
　　3.在干旱脅迫條件下，與野生型相比，LWT1過表達(dá)株系對(duì)干旱耐受，其存活率較高，而其離體葉片的失水率則較低。
　　4.在低溫和干早脅迫條件下野生型和LW

3、T1過表達(dá)株系體內(nèi)可溶性總糖含量無顯著差異，而LWT1過表達(dá)株系體內(nèi)脯氨酸含量顯著高于野生型，表明LWT1過表達(dá)株系對(duì)低溫和干早的耐受性與脯氨酸積累有關(guān)。
　　5.在低溫脅迫下，野生型和LWT1過表達(dá)株系體內(nèi)編碼脯氨酸氧化酶的基因PDH1被誘導(dǎo)表達(dá)，但后者的誘導(dǎo)表達(dá)程度低于前者;在干旱脅迫下，野生型和LWT1過表達(dá)株系體內(nèi)編碼脯氨酸氧化酶的基因PDH2被誘導(dǎo)表達(dá)，但后者誘導(dǎo)表達(dá)程度低于前者，而其他與脯氨酸代謝相關(guān)基因表達(dá)量兩者之間

4、則無顯著差異，說明在低溫或干旱脅迫下LWT1過表達(dá)株系體內(nèi)脯氨酸含量的增多可能與PDH1或PDH2基因的表達(dá)有關(guān)。
　　6.對(duì)脯氨酸氧化酶(PDH)活性分析發(fā)現(xiàn)，在低溫和干旱脅迫下，野生型和LWT1過表達(dá)株系體內(nèi)PDH酶活性升高，但后者的升高程度顯著低于前者，表明LWT1可能抑制PDH活性。
　　7.進(jìn)一步利用酵母雙雜交實(shí)驗(yàn)分析，發(fā)現(xiàn)LWT1和PDH蛋白之間存在相互作用，表明LWT1可能通過與PDH結(jié)合從而抑制PDH酶活性。