HIS1--3和WRKY1基因協(xié)同調(diào)節(jié)植物鹽脅迫響應(yīng)的機(jī)制研究.pdf

1、迄今為止，全球范圍內(nèi)有大量的鹽堿化土地;在中國同樣也有著大量的鹽堿化土地。鹽脅迫是自然界中主要的幾種非生物脅迫之一，對植物生長造成嚴(yán)重?fù)p害，且對生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定造成威脅，因此研究植物對鹽脅迫響應(yīng)的機(jī)制具有重要意義。本實(shí)驗(yàn)室的前期研究中發(fā)現(xiàn)HIS1-3基因負(fù)調(diào)控植物對鹽脅迫的響應(yīng)，而WRKY1基因正調(diào)控植物對鹽脅迫的響應(yīng)。本研究進(jìn)一步證實(shí)HIS1-3和WRKY1基因協(xié)同調(diào)控植物對鹽脅迫的響應(yīng)。主要研究結(jié)果如下:
　　1.qRT-PCR

2、分析顯示，NaCl處理下，野生型擬南芥(WT)中HIS1-3基因的表達(dá)量隨著鹽處理時間的增加而下降，此外his1-3突變體對鹽脅迫表現(xiàn)耐受，而HIS1-3OE過表達(dá)植株對鹽脅迫表現(xiàn)敏感，表明HIS1-3基因負(fù)調(diào)節(jié)植物對鹽脅迫的響應(yīng)。
　　2.NaCl處理后，his1-3突變體中根和莖的鈉離子含量比WT高，而HIS1-3OE過表達(dá)植株中根和莖的鈉離子含量比WT低，表明HIS1-3基因通過調(diào)節(jié)植株體內(nèi)鈉離子含量來調(diào)控植株對鹽脅迫的響應(yīng)

3、。
　　3.鹽脅迫條件下，his1-3突變體中SOS1和SOS2基因的轉(zhuǎn)錄水平較WT高，HIS1-3OE過表達(dá)植株中SOS1和SOS2基因的表達(dá)量要比WT中低，結(jié)果說明，鹽脅迫下，HIS1-3基因可能通過SOS途徑調(diào)節(jié)植株體內(nèi)的鈉離子含量，進(jìn)而增強(qiáng)植物的對鹽脅迫的抗性。
　　4.利用煙草瞬時表達(dá)系統(tǒng)分析，發(fā)現(xiàn)WRKY1可激活SOS1，SOS2和SOS3的轉(zhuǎn)錄活性，而HIS1-3能夠抑制WRKY1對SOS1和SOS2基因表達(dá)的

4、激活。
　　5.進(jìn)一步通過酵母雙雜交實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)HIS1-3和WRKY1基因并無相互作用，表明HIS1-3基因可能通過SOS1和SOS2的啟動子上的占位來調(diào)節(jié)WRKY1對SOS1和，SOS2基因轉(zhuǎn)錄活性，進(jìn)而影響植物對鹽脅迫的響應(yīng)。
　　6.通過染色質(zhì)免疫共沉淀的方法發(fā)現(xiàn)HIS1-3可以直接結(jié)合到SOS1和SOS2的啟動子上，說明HIS1-3通過直接結(jié)合到SOS1和SOS2的啟動子上，進(jìn)行轉(zhuǎn)錄負(fù)調(diào)控。同樣，發(fā)現(xiàn)WRKY1也直接結(jié)

5、合到SOS1，SOS2和SOS3的啟動子上，從而正調(diào)控SOS1，SOS2和SOS3基因的轉(zhuǎn)錄活性。
　　綜上所述，在正常生理?xiàng)l件下，HIS1-3會結(jié)合于SOS1和SOS2基因的啟動子上，占據(jù)了WRKY1與SOS1和SOS2基因啟動子結(jié)合的結(jié)合位點(diǎn);在鹽脅迫狀態(tài)下，外界鹽脅迫的影響會導(dǎo)致HIS1-3基因降低表達(dá)量，從而SOS1和SOS2基因啟動子暴露出來，而此時WRKY1基因作為轉(zhuǎn)錄因子，直接結(jié)合到SOS1，SOS2和SOS3基因的