棉花CBF調(diào)控因子在逆境條件下的表達調(diào)控及沙冬青CBF基因的克隆.pdf

1、低溫和干旱是嚴重影響植物生長和作物產(chǎn)量的環(huán)境限制因子，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上每年都發(fā)生因為低溫干旱導(dǎo)致的大面積減產(chǎn)。作物的抗寒性狀是由多基因控制的，只有成簇抗性相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄激活，才能有效提高作物的抗寒能力。CBF(C-repeat binding factors)轉(zhuǎn)錄因子可以同時調(diào)控多個逆境誘導(dǎo)基因的表達，通過促使多個功能基因發(fā)揮作用，廣泛地參與耐逆的生理生化過程，從而提高植物耐逆性。因此CBF轉(zhuǎn)錄因子在逆境脅迫應(yīng)答機制中處于中心地位。在模式植物

2、擬南芥中，CBF轉(zhuǎn)錄因子通過與CRT/DRE元件結(jié)合，激活COR基因(Cold-regulated genes)表達，促進逆境脅迫相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄，從而增強植物體的耐逆性。CBF基因在高等植物中廣泛存在，不同植物中CBF基因的表達模式各不相同。我國是產(chǎn)棉大國，低溫寒害在我國北方棉區(qū)特別是新疆棉區(qū)的危害十分嚴重。前期低溫可導(dǎo)致播種期推遲；后期低溫會影響纖維品質(zhì)。低溫和干旱是棉花生產(chǎn)品質(zhì)和產(chǎn)量的制約因素，十分有必要開展針對棉花CBF及其耐逆性研

3、究。沙冬青是我國荒漠地區(qū)獨有的常綠灌木，具有極強的耐寒和耐旱能力，是進行植物耐逆性研究和耐逆植物基因工程的理想材料。 本研究用實驗室已克隆的源于海島棉7124的GbCBF1基因為研究對象，對它在棉花中的表達譜研究表明，該基因受寒冷、干旱、鹽和ABA誘導(dǎo)表達。將GbCBF1基因分別構(gòu)建劍CaMV35S強啟動子和NOS弱啟動子驅(qū)動的植物表達載體，以葉盤法轉(zhuǎn)化煙草，對轉(zhuǎn)基因煙草中GbCBF1檢測表明，GbCBF1基因在煙草中能夠表達。

4、對轉(zhuǎn)基因煙草的生理指標進行了研究，與野生型煙草相比，在冷處理后轉(zhuǎn)基因煙草葉片的電解質(zhì)滲漏率明顯降低，脯氨酸含量、可溶性糖含量都有明顯提高，證明耐寒性增強。同時耐旱性實驗表明轉(zhuǎn)基因煙草的干旱耐受能力也有很大提高。這表明在煙草中GbCBF1能夠響應(yīng)逆境信號并發(fā)揮作用。 采用RACE策略，我們克隆并鑒定了一個沙冬青CBF全長基因(AmCBF)，半定量RT-PCR實驗證明該基因受低溫誘導(dǎo)，在冷處理1h開始有表達，2h后表達量達最高。經(jīng)過