小麥耐逆基因TαNAC3和TαSIRT6功能研究.pdf

1、植物進(jìn)化出了復(fù)雜的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制產(chǎn)生旱脅迫響應(yīng)。ABA作為關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，在旱脅迫下大量產(chǎn)生，激活A(yù)BA依賴的脅迫應(yīng)答信號(hào)通路，提高抗旱能力。植物特有的NAC轉(zhuǎn)錄因子能調(diào)控植物的非生物脅迫抗性，但發(fā)現(xiàn)的特異性調(diào)控抗旱性的NAC轉(zhuǎn)錄因子還較少。另一方面，干旱等非生物脅迫會(huì)造成植物早衰。NAD+依賴的去乙?；窼IRTUIN在動(dòng)物和酵母參與衰老等過程，但是它在植物中的作用還不清楚。
　　本實(shí)驗(yàn)室利用不對(duì)稱體細(xì)胞雜交漸滲技術(shù)培育耐鹽抗旱漸滲

2、系小麥山融3號(hào)(SR3)。本實(shí)驗(yàn)前期從SR3分離了一個(gè)NAC轉(zhuǎn)錄因子TαNAC3，本論文在此基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)TαNAC3能通過增強(qiáng)ABA通路特異性提高抗旱性。另一方面，本論文從SR3中分離了小麥Sirtuin基因TαSIRT6的三個(gè)拷貝，并初步分析它們?cè)谥参锏乃ダ涎舆t中作用。
　　1.小麥NAC轉(zhuǎn)錄因子TαNAC3特異性提高植物抗旱能力
　　實(shí)驗(yàn)室前期從SR3中分離到了一個(gè)小麥NAC轉(zhuǎn)錄因子TαNAC3并構(gòu)建了其過表達(dá)擬南芥株系。

3、本論文發(fā)現(xiàn)，TαNAC3在PEG處理下上調(diào)表達(dá)，表明TαNAC3可能參與旱脅迫響應(yīng)。TαNAC3在細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)中均有分布，而當(dāng)外源ABA處理促使其向細(xì)胞核轉(zhuǎn)移。TaNAC3過表達(dá)提高抗旱性;與野生型相比，TαNAC3過表達(dá)株系對(duì)甘露醇處理形成的滲透脅迫的抗性無顯著變化，而離體葉片的失水率明顯降低。結(jié)果暗示，TαNAC3可能不調(diào)控根系吸收水分能力，而通過促進(jìn)氣孔關(guān)閉、降低蒸騰速率，提高抗旱性。
　　干旱脅迫下，植物通過大量合成AB

4、A促進(jìn)氣孔關(guān)閉，降低蒸騰速率，減少水分喪失。結(jié)果顯示，與野生型相比，TαNAC3過表達(dá)株系對(duì)ABA的敏感增強(qiáng)，ABA合成和ABA依賴的脅迫信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路相關(guān)一些關(guān)鍵基因的表達(dá)量明顯提高。這表明，TαNAC3可能通過增強(qiáng)ABA通路提高抗旱性。序列分析顯示，TαNAC3過表達(dá)株系中這些表達(dá)變化的ABA通路相關(guān)基因的啟動(dòng)子區(qū)域均含有NAC轉(zhuǎn)錄因了結(jié)合的核心元件，暗示這些基因可能包括TαNAC3直接調(diào)控的靶基因。為了驗(yàn)證這一假設(shè)，我們構(gòu)建了酵母單

5、雜交相關(guān)載體，并獲得了TαNAC3原核表達(dá)蛋白，用于后續(xù)的TαNAC3和基因啟動(dòng)子互作分析。另一方面，我們克隆了TαNAC3啟動(dòng)子，分析發(fā)現(xiàn)啟動(dòng)子區(qū)含有ABA響應(yīng)元件ABRE和旱響應(yīng)的MYB轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)MBS。綜上結(jié)果暗示，干旱和ABA誘導(dǎo)TαNAC3的表達(dá)，反過來進(jìn)一步增強(qiáng)ABA通路，形成一個(gè)信號(hào)增強(qiáng)環(huán)路，提高抗旱性。
　　2.小麥NAD+依賴的去乙?；窽αSIRT6延緩衰老
　　為了分析NAD+依賴的去乙?；冈谥?/p>

6、物衰老中的作用，我們從SR3中克隆得了與酵母Sir2和哺乳動(dòng)物SIRT6同源的Sirtuin基因TαSIRT6的三個(gè)拷貝SIRT6-1、SIRT6-2和SIRT6-3。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這三個(gè)拷貝存在一些SNP和Indel差異，導(dǎo)致編碼蛋白間存在序列長(zhǎng)度和氨基酸殘基多態(tài)性差異。與哺乳動(dòng)物SIRT6一樣，TαSIRT6的三個(gè)蛋白主要定位在細(xì)胞核中;然而TαSIRT6-2同時(shí)定位在細(xì)胞質(zhì)中，暗示其功能的特殊性。TαSIRT6-1和TαSIRT6-2