玉米側(cè)生器官分化基因ZmLBD16轉(zhuǎn)化擬南芥的功能分析.pdf

1、LBD(Lateral Organ Boundaries Domain)基因家族在N-端具有一個(gè)保守的LOB結(jié)構(gòu)域，是高等植物特有的一類轉(zhuǎn)錄因子。該基因家族參與植物器官的邊界發(fā)育，影響愈傷組織的形成，并受到植物激素和環(huán)境的影響。本研究前期利用同源克隆法從玉米中獲得一條長880bp序列，編碼261個(gè)氨基酸，具有典型的classⅠLBD基因家族特征，被命名為ZmLBD16，構(gòu)建了該基因的超表達(dá)載體并轉(zhuǎn)入擬南芥。在此基礎(chǔ)上本研究分析了ZmLB

2、D16在玉米中的表達(dá)特征;對轉(zhuǎn)基因擬南芥植株進(jìn)行表型測定，在RNA水平對ZmLBD16轉(zhuǎn)基因擬南芥的不同組織、不同發(fā)育時(shí)期的表達(dá)進(jìn)行分析，并通過脅迫和激素處理轉(zhuǎn)基因擬南芥，對ZmLBD16基因的表達(dá)模式進(jìn)行分析，本研究為進(jìn)一步揭示ZmLBD16基因在玉米中的功能奠定基礎(chǔ)。本實(shí)驗(yàn)主要研究結(jié)果如下:
　　1、對不同玉米自交系幼苗的根、莖、葉組織進(jìn)行熒光定量RT-PCR分析，結(jié)果表明在自交系丹232中ZmLBD16基因的表達(dá)量依次為:根

3、＞莖＞葉;在自交系N04中ZmLBD16基因的表達(dá)量依次為:莖＞根＞葉。
　　2、ZmLBD16基因轉(zhuǎn)化擬南芥，轉(zhuǎn)基因植株葉片向下卷曲，葉片變小，植株高度減小，植株高度與野生型擬南芥之間差異極顯著;轉(zhuǎn)基因擬南芥果莢長度變小，轉(zhuǎn)基因擬南芥和野生型果莢長度間差異極顯著;轉(zhuǎn)基因擬南芥粒重和千粒重都減小，粒重和千粒重間差異都達(dá)到極顯著水平;轉(zhuǎn)基因擬南芥和野生型幼苗進(jìn)行垂直培養(yǎng)，根長之間差異不顯著，而轉(zhuǎn)基因擬南芥?zhèn)雀鶖?shù)增加，側(cè)根數(shù)間的差異極

4、顯著。ZmLBD16基因影響擬南芥的根、莖、葉和胚胎的生長、發(fā)育過程，并對側(cè)根的生長有較大影響。
　　3、對不同發(fā)育時(shí)期轉(zhuǎn)基因擬南芥葉片進(jìn)行RT-PCR分析，ZmLBD16基因表達(dá)量先升高后降低再升高，在第7周表達(dá)量最高，其次是第5周，表達(dá)量最低是第4周。對ZmLB D16轉(zhuǎn)基因擬南芥的不同組織進(jìn)行RT-PCR分析，結(jié)果表明ZmLBD16基因在不同組織中的表達(dá)量順序依次為:莖＞葉＞果＞花。
　　4、將ZmLBD16轉(zhuǎn)基因擬南

5、芥葉片在含有2，4-D的B5培養(yǎng)基上培養(yǎng)，當(dāng)2，4-D的濃度為0.15mg/L時(shí)轉(zhuǎn)基因擬南芥葉片能形成愈傷組織，而野生型擬南芥葉片不能形成愈傷組織，2，4-D濃度增加時(shí)轉(zhuǎn)基因擬南芥葉片形成的愈傷組織生長狀態(tài)更好。因此，這表明玉米LBD同源基因ZmLBD16影響愈傷組織的形成，可能與擬南芥LBD16基因的功能相似。
　　5、對ZmLBD16轉(zhuǎn)基因擬南芥進(jìn)行NaCl脅迫處理，結(jié)果表明ZmLBD16基因表達(dá)量增加，NaCl濃度大于0.1

6、5M時(shí)，轉(zhuǎn)基因擬南芥的生長狀況好于野生型。對ZmLBD16轉(zhuǎn)基因擬南芥進(jìn)行甘露醇脅迫處理，當(dāng)甘露醇濃度為0.15M時(shí)，野生型擬南芥的萌發(fā)率為80～90％，而ZmLBD16轉(zhuǎn)基因擬南芥的萌發(fā)率僅為40～50％。轉(zhuǎn)基因幼苗放到40℃高溫處理3h，ZmLBD16基因的表達(dá)量升高，幼苗部分干枯死亡。
　　6、用不同濃度6-BA處理轉(zhuǎn)基因擬南芥，結(jié)果表明當(dāng)6-BA濃度為0.05M時(shí)，ZmLBD16基因表達(dá)量高于未處理對照，在其它濃度時(shí)的表達(dá)

7、量都低于0M時(shí)的表達(dá)量，表明該基因受6-BA的調(diào)控;用四種2，4-D濃度處理轉(zhuǎn)基因擬南芥，在0.15M濃度時(shí)ZmLBD16基因表達(dá)量較高但低于對照，表明2，4-D與ZmLBD16基因之間是負(fù)調(diào)控;用不同濃度IAA處理，在濃度小于0.1M時(shí)ZmLBD16基因表達(dá)量都高于對照，濃度大于0.15M時(shí)表達(dá)量低于未處理時(shí)對照，表明低濃度IAA促進(jìn)ZmLBD16基因表達(dá)，IAA濃度高時(shí)抑制ZmLBD16基因表達(dá);不同濃度NAA處理轉(zhuǎn)基因擬南芥，0.