番茄NAC轉(zhuǎn)錄因子SlNAC11的克隆及功能研究.pdf

1、NAC（矮牽牛NAM，擬南芥ATAF1/2和CUC1/2）轉(zhuǎn)錄因子是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的具有多種生物學(xué)功能的植物特異性轉(zhuǎn)錄因子。該家族蛋白所具有的共同特點(diǎn)是N末端都擁有高度保守的DNA結(jié)合區(qū)域（約150個(gè)AA）和C末端高度變異的轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)。作為植物特異的轉(zhuǎn)錄因子家族之一，NAC結(jié)構(gòu)域蛋白在植物生長(zhǎng)發(fā)育，葉片衰老，頂端分生組織的發(fā)育，花發(fā)育，植物激素信號(hào)調(diào)控，次生壁的形成以及抵抗逆境等方面都發(fā)揮著重要作用。
　　本研究中，我們以番茄AC++

2、為研究主體，對(duì)NAC家族的新成員NAC11進(jìn)行了研究，主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下：
　　（1）從番茄中克隆得到目的基因，并將其命名為SlNAC11，其cDNA編碼一條350個(gè)氨基酸的肽鏈。該基因的氨基酸序列和已知NAC家族蛋白比對(duì)發(fā)現(xiàn)，同其他已知蛋白一樣，該蛋白N末端結(jié)構(gòu)域可以被分為A-E五個(gè)亞區(qū)域，且在C和D區(qū)域高度保守；系統(tǒng)發(fā)育樹分析表明，SlNAC11和RD26及OsNAC6較為相似，初步斷定該目的基因可能屬于ATAF1亞家族，

3、主要參與脅迫響應(yīng)；
　?。?）SlNAC11基因在番茄中的組織表達(dá)模式研究表明，該基因在番茄幼葉、成熟葉和衰老葉片中的表達(dá)量呈下降趨勢(shì)，且在幼葉中表達(dá)量最高，說(shuō)明該基因可能參與葉片的發(fā)育調(diào)控及對(duì)外界環(huán)境的響應(yīng)；
　?。?）根據(jù)RNAi實(shí)驗(yàn)原理及方法，我們構(gòu)建了SlNAC11基因的RNAi載體SlNAC11-RNAi，轉(zhuǎn)化番茄AC++，并獲得轉(zhuǎn)基因株系，為進(jìn)一步研究SlNAC11基因的功能奠定了基礎(chǔ)；
　?。?）多種外源

4、激素（ABA、ACC、MeJA、GA3和IAA）處理野生型番茄AC++幼苗，經(jīng)qRT-PCR分析，結(jié)果表明SlNAC11的表達(dá)受外源激素ABA、MeJA和GA3的誘導(dǎo)，暗示該基因可能參與這些激素的調(diào)控過(guò)程；
　　（5）非生物脅迫（低溫、高溫、脫水和鹽）處理野生型番茄AC++幼苗，qRT-PCR結(jié)果表明，SlNAC11的表達(dá)受高/低溫和脫水處理的強(qiáng)烈誘導(dǎo)，受鹽處理的微弱誘導(dǎo)，說(shuō)明SlNAC11基因可能參與這些非生物脅迫響應(yīng)；

5、　?。?）轉(zhuǎn)基因T1代種子萌發(fā)的鹽敏感性及轉(zhuǎn)基因幼苗ABA敏感性實(shí)驗(yàn)表明，SlNAC11基因沉默導(dǎo)致番茄種子萌發(fā)對(duì)鹽環(huán)境更加敏感，對(duì)鹽的耐受力降低，致使種子萌發(fā)率較野生型低，然而轉(zhuǎn)基因幼苗對(duì)鹽的靈敏性和野生型無(wú)明顯差異；轉(zhuǎn)基因幼苗對(duì)外源ABA的敏感性降低，說(shuō)明該基因可能是依賴于ABA途徑的脅迫響應(yīng)因子；
　　（7）T1代轉(zhuǎn)基因陽(yáng)性株系干旱脅迫處理結(jié)果及相關(guān)生理指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果顯示，SlNAC11基因沉默導(dǎo)致番茄對(duì)干旱環(huán)境的耐受能力降低

6、。
　　綜上所述，經(jīng)生物信息學(xué)分析可知，SlNAC11基因是ATAF亞家族的成員；定量PCR檢測(cè)激素和非生物脅迫處理下SlNAC11表達(dá)量變化情況顯示，該基因受ABA，MeJA和外界環(huán)境等因素處理的誘導(dǎo)；轉(zhuǎn)基因T1代相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，番茄中沉默SlNAC11基因的表達(dá)導(dǎo)致（1）轉(zhuǎn)基因番茄T1代種子萌發(fā)過(guò)程中對(duì)鹽脅迫的的敏感性增加，然而幼苗的敏感性卻無(wú)顯著變化，（2）陽(yáng)性轉(zhuǎn)基因T1代幼苗對(duì)ABA的敏感性降低，（3）陽(yáng)性轉(zhuǎn)基因T1代幼