玉米熱激轉(zhuǎn)錄因子ZmHsf-17的功能研究.pdf

1、I摘要玉米產(chǎn)量高，用途廣，因此發(fā)展玉米生產(chǎn)對(duì)改善人民生活和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)都具有十分重要的意義。在玉米生產(chǎn)過(guò)程中，溫度、干旱、鹽漬等都是重要的外界影響因素。然而，近年來(lái)溫室效應(yīng)加劇，全球氣候變暖導(dǎo)致了極端高溫天氣，對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量構(gòu)成了極大影響。隨著基因工程育種技術(shù)的快速發(fā)展，通過(guò)基因工程技術(shù)提高作物在逆境脅迫下的耐受力，培育具有較強(qiáng)抗性的作物新品種，已成為目前植物抗逆遺傳改良的一個(gè)研究熱點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn)，植物在受到脅迫時(shí)，轉(zhuǎn)錄因子被誘導(dǎo)，并啟

2、動(dòng)下游功能基因的表達(dá)，從而提高植物對(duì)脅迫的耐受性。目前，盡管模式植物擬南芥和番茄的熱激轉(zhuǎn)錄因子研究取得了一些重要的進(jìn)展，但是對(duì)于玉米熱激轉(zhuǎn)錄因子的功能卻知之甚少。因此，本研究通過(guò)分子生物學(xué)手段，通過(guò)PCR技術(shù)獲得了玉米熱激轉(zhuǎn)錄因子ZmHsf17，利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)產(chǎn)生了轉(zhuǎn)基因水稻植株并對(duì)其功能進(jìn)行了初步分析，獲得了如下結(jié)果：1.對(duì)玉米熱激轉(zhuǎn)錄因子基因家族進(jìn)行了分析，基于系統(tǒng)進(jìn)化和熱激誘導(dǎo)表達(dá)分析結(jié)果，篩選并從玉米自交系B73基因組中克隆到了

3、一個(gè)受熱激誘導(dǎo)表達(dá)的候選基因:ZmHsf17。序列分析顯示，ZmHsf17基因cDNA全長(zhǎng)為1125bp，編碼375個(gè)氨基酸。2.生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)在ZmHsf17基因起始密碼子ATG上游636648bp間存在一個(gè)保守的HSE順式作用元件，其啟動(dòng)子中含有ABRE、DRE和LTRE元件。3.誘導(dǎo)表達(dá)模式結(jié)果顯示ZmHsf17不僅受熱激脅迫誘導(dǎo)，還可以響應(yīng)ABA、干旱、鹽冷和雙氧水的誘導(dǎo)。組織表達(dá)模式分析結(jié)果顯示，ZmHsf17在玉米組織中

4、廣泛表達(dá)，在葉片中的表達(dá)量最高。4.煙草瞬時(shí)表達(dá)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，ZmHsf17定位在細(xì)胞核中。轉(zhuǎn)錄活性分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，ZmHsf17沒(méi)有自激活活性，這與熱激轉(zhuǎn)錄因子A2亞族的特性一致。5.通過(guò)組織培養(yǎng)的方法產(chǎn)生了過(guò)量表達(dá)ZmHsf17的轉(zhuǎn)基因水稻植株，與對(duì)照植株相比，過(guò)表達(dá)植株在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中沒(méi)有明顯差異；然而，受到熱激處理后，ZmHsf17轉(zhuǎn)基因水稻植株表現(xiàn)出較強(qiáng)的耐熱性。ABA敏感性實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，ZmHsf17過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)基因植株對(duì)外源AB