番茄(Solanum lycopersicum)中ARF、Aux-IAA及ERF家族在逆境脅迫下的響應(yīng).pdf

1、非生物脅迫（Abiotic stress）是指在特定環(huán)境下，任何能夠?qū)χ参镌斐刹焕绊懙姆巧镆蜃?。它能夠?qū)е律鷳B(tài)環(huán)境惡化，造成農(nóng)作物的大量減產(chǎn)，目前已經(jīng)成為亟待解決的糧食問題之一。在這些非生物脅迫因素中，鹽漬及水分脅迫是影響植物生長發(fā)育狀況的首要因素。因此，研究植物在水分過多或者過少及鹽漬條件下的響應(yīng)，從而對其進行合理的調(diào)控，是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)水，提高作物產(chǎn)量的前提，具有重要的社會價值意義。在植物防衛(wèi)及響應(yīng)逆境脅迫應(yīng)答的過程中，轉(zhuǎn)錄因子（T

2、ranscription factors，TF）起到了重要的調(diào)節(jié)作用。它們可以與靶向基因啟動子區(qū)域中的順式作用元件（Cis-actingelement，CE）發(fā)生特異性結(jié)合，通過與其它相關(guān)蛋白之間的相互激活或者抑制轉(zhuǎn)錄作用，從而實現(xiàn)下游基因表達的調(diào)節(jié)，使植物達到適應(yīng)環(huán)境的目的。在與植物抗逆相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子的研究中，越來越多的證據(jù)表明植物激素相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子也參與到了這個過程中。
　　目前，關(guān)于植物在鹽脅迫（Salt stress）、淹水

3、脅迫（Flooding stress）及水分脅迫（Water stress）的研究主要集中在植物的生理和生態(tài)方面，對于轉(zhuǎn)錄水平上是植物細胞內(nèi)部如何進行調(diào)節(jié)并參與抗逆響應(yīng)途徑還知之甚少?；诖耍菊n題以Micro-Tom番茄（Solanum lycopersicum）作為模式植物，主要分析了生長素響應(yīng)因子（Auxin response factor，ARF）（18個），生長素早期響應(yīng)基因（Auxin/indole-3-acetic aci

4、d，Aux/IAA）（19個）及乙烯響應(yīng)因子（Ethylene-responsive factor，ERF）（27個）家族的成員在鹽脅迫、淹水脅迫及水分脅迫下的表達模式，篩選出在逆境脅迫條件下表達受到誘導(dǎo)或者抑制的基因。之后，又進一步探討番茄中超表達LeERF1及LeERF2在鹽脅迫下的作用機制。在不同NaCl濃度下對超表達LeERF1及LeERF2番茄及野生型番茄表型進行比較，同時檢測了一系列生理生化指標(biāo)，包括葉綠素，丙二醛（Malo

5、ndialdehyde，MDA），游離脯氨酸（Proline，Pro）的含量以及超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD）、過氧化物酶（Peroxidase，POD）的活性。此外，通過熒光定量PCR（Quantitative Real-time PCR，qRT-PCR），我們還分析了不同NaCl濃度下野生型番茄及轉(zhuǎn)基因番茄中鹽脅迫下游響應(yīng)基因表達模式的變化。其中包括TAS14、HVA22、LHA1、PR5和ROB

6、HC基因。本部分研究旨在為深入闡明番茄抗鹽的分子信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑研究，篩選植物耐鹽性的候選基因奠定一定的基礎(chǔ)。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下：
　?、僭邴}脅迫、淹水脅迫及水分脅迫下，ARF、Aux/IAA及ERF三大家族中絕大部分成員在根中對脅迫的響應(yīng)比葉片中更為敏感。
　?、谠谌N脅迫下，番茄中大部分LeARFs基因在脅迫下均有響應(yīng)，包括表達量發(fā)生了上調(diào)或者下降。其中，LeARF1、LeARF2與LeARF7的變化最為顯著。
　

7、　③在三種脅迫下，番茄中大部分 LeIAAs基因的表達受到了調(diào)控。其中，表達量變化較大的有LeIAA1、LeIAA12與LeIAA29等，它們分別受到了不同程度的誘導(dǎo)或者抑制。
　?、茉谌N脅迫下，番茄葉片中部分 LeERFs成員的表達模式發(fā)生了改變，其中，變化較大的有LeERF1、LeERF2、LeERF9、LeERF28及LeERF30，通過脅迫誘導(dǎo)或者抑制，使其表達量發(fā)生了上調(diào)或者下調(diào)。
　?、萃ㄟ^對鹽脅迫下野生型番茄

8、及超表達LeERF1和LeERF2轉(zhuǎn)基因番茄中的生理指標(biāo)進行測定，發(fā)現(xiàn)超表達LeERF1及超表達LeERF2番茄能夠增強植物細胞內(nèi)葉綠素及游離脯氨酸的釋放，但是均含有較低濃度的MDA。同時，轉(zhuǎn)基因番茄中SOD及POD的活性更加高。這些結(jié)果說明了超表達LeERF1及LeERF2能夠增加番茄植株的耐鹽性，在植物抗逆的分子信號響應(yīng)途徑中起到正調(diào)控的作用。
　?、迣σ吧头鸭俺磉_LeERF1和LeERF2轉(zhuǎn)基因番茄中與鹽脅迫相關(guān)的下游