甘藍(lán)型油菜抗旱耐鹽相關(guān)基因BnSDIR1和BnRab7的克隆及功能鑒定.pdf

1、非生物脅迫是造成全世界范圍內(nèi)農(nóng)作物減產(chǎn)的主要原因。在逆境脅迫下植物通過感知、傳遞脅迫信號(hào)，激發(fā)抗逆功能基因的表達(dá)，使植物體內(nèi)發(fā)生一系列的生理生化反應(yīng)從而抵御逆境的危害。
　　 本研究從甘藍(lán)型油菜中克隆到一個(gè)含有RING環(huán)指結(jié)構(gòu)域的E3泛素連接酶BnSDIR1和一個(gè)小GTP結(jié)合蛋白BnRab7，并分析了其表達(dá)模式和基因功能。通過實(shí)驗(yàn)表明超表達(dá)這兩個(gè)基因均能提高作物的抗逆性。
　　 本研究主要結(jié)果如下:
　　 1.B

2、nSDIR1基因的克隆與功能鑒定。
　　 (1)采用同源序列法克隆到AtSDIR1在甘藍(lán)型油菜中的同源拷貝，并將其命名為BnSDIR1。BnSDIR1蛋白包含有兩個(gè)保守的結(jié)構(gòu)域，即N端的跨膜結(jié)構(gòu)域和C端的完整RING finger結(jié)構(gòu)域。
　　 (2)對甘藍(lán)型油菜轉(zhuǎn)基因T0代和T1代植株采用RT-PCR和Real-time PCR分析，結(jié)果顯示BnSDIR1的轉(zhuǎn)錄受干旱誘導(dǎo)，并在干旱脅迫后0.5-1 h內(nèi)表達(dá)量顯著上升。

3、
　　 (3) ABA敏感試驗(yàn)結(jié)果表明，超表達(dá)BnSDIR1的陽性T0代種子在萌發(fā)期間表現(xiàn)出對10 mg/L ABA的高度敏感性，其發(fā)芽率和胚根長顯著低于對照。在20％ PEG滲透脅迫下分析BnSDIR1和ABA信號(hào)傳導(dǎo)途徑的三大類基因如早期響應(yīng)基因、bZIP轉(zhuǎn)錄因子家族以及其它脅迫響應(yīng)基因的表達(dá)情況，分析得出BnSDIR1可能參與依賴于ABA的信號(hào)途徑并調(diào)控逆境相關(guān)基因的表達(dá)。
　　 (4)在20％ PEG-6000模

4、擬干旱脅迫5-6 h和土培苗斷水處理15d的情況下，轉(zhuǎn)基因陽性植株均表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗旱性。另外發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因陽性家系在種子萌發(fā)期對鹽脅迫敏感，生長四五葉期的陽性家系用200 mmol/L NaCl處理表現(xiàn)明顯的耐受性。對脅迫后的植株進(jìn)行相對含水量、丙二醛、超氧化物歧化酶等生理生化指標(biāo)分析表明轉(zhuǎn)基因陽性家系各指標(biāo)優(yōu)于對照，并差異顯著。
　　 2.BnRab7基因的克隆與功能鑒定。
　　 (1)采用同源序列法克隆到擬南芥Rab7基

5、因在甘藍(lán)型油菜中的同源基因BnRab7。該基因編碼的GTP結(jié)合蛋白包含5個(gè)保守的功能域，即GTP結(jié)合/水解區(qū)域（G1、G3、G4和G5）和效應(yīng)子區(qū)域G2。與其他同源基因比較分析得出該基因廣泛存在于植物、動(dòng)物和酵母中。
　　 (2)用200mmol/L的NaCl處理四五葉期的BnRab7轉(zhuǎn)基因植株，在不同時(shí)間段分別取樣提取RNA。RT-PCR分析表明在鹽脅迫1h后陽性家系中BnRab7的表達(dá)量達(dá)到最高并持續(xù)保持較高的表達(dá)豐度。