干旱脅迫和鹽脅迫誘導(dǎo)的玉米CaM基因表達(dá)及其與ABA、H-,2-O-,2-的關(guān)系.pdf

1、干旱脅迫和鹽脅迫是影響植物生長(zhǎng)發(fā)育的的重要脅迫因子。植物激素脫落酸(abscisic acid，ABA)能參與植物對(duì)許多環(huán)境脅迫如干旱、冷害、鹽害等的生理反應(yīng)和分子生物學(xué)效應(yīng)。干旱脅迫和鹽脅迫能引起ABA的積累，最近的研究表明ABA和干旱脅迫可以引起H2O2的產(chǎn)生，提高CaM(calmodulin)含量和誘導(dǎo)CaM1基因的表達(dá)，并且CaM和H2O2的之間存在交叉談話機(jī)制。植物中已經(jīng)鑒定出大量編碼CaMs家族的基因，是否所有的CaM基因都

2、能被誘導(dǎo)表達(dá)，不同CaM基因表達(dá)和H2O2的產(chǎn)生之間的關(guān)系，以及在不同脅迫條件下CaM基因在不同組織中的表達(dá)差異等尚需進(jìn)一步研究。 本研究以玉米(Zea mays L.)雜交種農(nóng)大108為材料，研究了干旱脅迫以及鹽脅迫下玉米三個(gè)CaM基因(CaM1，CaM2和CaM3)在葉片中轉(zhuǎn)錄水平的變化以及植物激素ABA、H2O2對(duì)CaM基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)情況，主要研究結(jié)果如下： 干旱脅迫處理能夠誘導(dǎo)上述三個(gè)玉米CaM基因在葉中的表達(dá)，

3、其中對(duì)CaM1和CaM3基因的表達(dá)影響較顯著，且三個(gè)基因具有不同的表達(dá)模式，暗示不同CaM基因?qū)Ω珊得{迫刺激的響應(yīng)存在特異性。另一方面，外源ABA(100μM)處理也能顯著誘導(dǎo)這三個(gè)基因的表達(dá)，而ABA合成抑制劑FLU的施用明顯抑制了干旱脅迫下CaM基因表達(dá)，暗示干旱脅迫下CaM基因表達(dá)增強(qiáng)依賴于ABA的積累。外源H2O2(10mM)處理結(jié)果顯示三個(gè)CaM基因均出現(xiàn)了兩次表達(dá)增強(qiáng)的情況。采用H2O2清除劑和NADPH氧化酶抑制劑預(yù)處理發(fā)

4、現(xiàn)外源ABA誘導(dǎo)的這三個(gè)CaM基因表達(dá)前期均不受影響，后期的表達(dá)受到了不同程度的抑制，暗示H2O2參與ABA誘導(dǎo)的CaM基因表達(dá)后期的調(diào)控作用，它們之間可能存在一種反饋調(diào)節(jié)機(jī)制，并且這種反饋調(diào)節(jié)在不同的CaM基因中具有普遍性。 250mMNaCl模擬的鹽脅迫處理能夠誘導(dǎo)上述三個(gè)玉米CaM基因在葉中的表達(dá)，三個(gè)基因具有相似的表達(dá)模式。另一方面，ABA合成抑制劑FLU的施用明顯抑制了這種表達(dá)，暗示鹽脅迫下CaM基因表達(dá)屬于ABA依賴

5、型。采用H2O2清除劑和NADPH氧化酶抑制劑預(yù)處理發(fā)現(xiàn)鹽脅迫誘導(dǎo)的這三個(gè)CaM基因表達(dá)前期均不受影響，僅抑制了后期的表達(dá)，暗示H2O2參與鹽脅迫誘導(dǎo)的CaM基因表達(dá)后期的調(diào)控作用，它們之間也存在一種反饋調(diào)節(jié)機(jī)制。 鹽脅迫和干旱脅迫均能誘導(dǎo)玉米CaM1基因在根中的表達(dá)。干旱脅迫處理下，CaM2基因在根中幾乎沒(méi)有上調(diào)的趨勢(shì)；而250mM NaCl處理時(shí)CaM2在根中的表達(dá)能被顯著誘導(dǎo)。干旱脅迫處理能顯著誘導(dǎo)CaM3基因在根中的表達(dá)