兩種暖季型草坪草耐鹽基因的挖掘以及功能解析.pdf

1、狗牙根（Cynodon dactylon）和海濱雀稗(Paspalum vaginatum)是兩種重要的多年生暖季型草坪草。狗牙根生長速度快，耐旱性、耐熱性強，廣泛應用于我國熱帶和亞熱帶地區(qū)的草坪綠化，但其耐鹽性較差，難以應用到土壤鹽漬化嚴重的地區(qū)，挖掘狗牙根中與鹽脅迫相關的基因對提高狗牙根的耐鹽性具有重要意義。海濱雀稗是一種鹽生草坪草，是能夠用于沿海灘涂和鹽堿地綠化改良的優(yōu)良草種，然而其耐鹽分子機制尚不清楚，挖掘海濱雀稗與鹽脅迫相關的

2、基因，有助于解析其耐鹽分子機制。本研究通過對兩種草坪草耐鹽相關基因的挖掘及功能解析，為進一步探討草坪草的耐鹽調控機理奠定了基礎，對草坪草的耐鹽育種具有實際的參考價值。
　　本研究首先以從狗牙根EST數據庫篩選并克隆的11個鋅指蛋白基因中的兩個CCCH家族基因CdZFP3和CdZFP7為對象，通過基因序列分析、非生物脅迫下表達特性分析，以及轉基因擬南芥的耐鹽性檢測，初步探討了這兩個CCCH基因調控模式植物耐鹽性的生理機制;另外，本研

3、究還以海濱雀稗為材料，通過構建全長cDNA文庫結合酵母表達文庫篩選系統(tǒng)，挖掘出了18個與耐鹽性相關的候選基因。具體研究結果如下:
　　(1)通過序列分析發(fā)現CdZFP3基因序列全長1727bp，開放閱讀框1326bp，編碼442個氨基酸，與水稻OsC3H63_Os11g28270基因的親緣關系較近;CdZFP7基因序列全長1206bp，開放閱讀框963bp，編碼321個氨基酸，與水稻的OsC3H25_Os03g61110具有較高的

4、親緣關系。通過對CdZFP3、CdZFP7基因在非生物脅迫下的表達特性分析發(fā)現CdZFP3基因受鹽脅迫、低溫以及ABA的誘導表達;CdZFP7基因受鹽脅迫以及ABA的誘導表達。
　　(2)構建CdZFP3、CdZFP7基因的植物表達載體，并通過農桿菌介導的花序浸染法將這兩基因異源轉化擬南芥，分別獲得5個轉基因株系。對轉基因株系耐鹽性檢測發(fā)現，鹽脅迫下轉基因擬南芥的種子萌發(fā)率、可溶性糖含量、脯氨酸含量及光合特性比野生型都有提高，其電

5、解質滲透率、活性氧含量低于野生型擬南芥，說明狗牙根CCCH型鋅指蛋白基因CdZFP3、CdZFP7對擬南芥的耐鹽性具有重要的調節(jié)作用。
　　(3) qRT-PCR分析鹽脅迫下轉基因擬南芥與鹽脅迫相關基因的表達發(fā)現，CdZFP3基因能夠調控擬南芥AtSOS1、AtP5CS、AtSOD、AtPOD等基因的上調表達，CdZFP7基因能夠上諷AtNHX1、AtAKT1、AtP5CS、AtAPX1、AtSOD、AtPOD等基因的表達量，說明

6、CdZFP3、CdZFP7基因能夠通過調控抗氧化系統(tǒng)、滲透調節(jié)等多個途徑來增強擬南芥的耐鹽性。
　　(4)采用CAP捕獲方法和Gateway重組構建了高質量的海濱雀稗全長cDNA入門文庫以及酵母表達文庫，并通過酵母表達篩選體系，獲得了18個耐鹽候選基因，通過構建表達載體和再次轉化驗證發(fā)現，這18個基因能夠提高酵母細胞的耐鹽性。
　　(5)對18個耐鹽候選基因分析發(fā)現，涉及光合代謝(psaK、Cha/b、Elip)、抗氧化系統(tǒng)