玉米抗逆基因ZmDi19-5的功能研究.pdf

1、玉米是全球種植范圍最廣的糧食和飼料作物，由于其獨特的經(jīng)濟價值，人均玉米占有量被視為衡量國民生活水平和畜牧業(yè)發(fā)展的主要標志之一。我國已成為全球玉米種植面積最大的國家，但有超過50％的玉米種植地區(qū)受到嚴重的干旱和土壤鹽漬化危害，給我國的玉米生產(chǎn)造成了巨大的損失。研究表明，挖掘玉米抗旱基因以及培育高產(chǎn)抗逆新品種是解決逆境脅迫最為經(jīng)濟有效的方式之一。轉錄因子能夠廣泛地參與多種逆境脅迫應答反應，是抗逆信號轉導通路中極為重要的分子開關，對抗逆相關轉

2、錄因子的篩選和功能鑒定已成為當前作物遺傳育種研究的熱點。干旱誘導蛋白19(Drought-induced19protein，簡稱Di19蛋白)是一類與抗逆反應緊密相關的重要的轉錄因子，能夠廣泛地參與調控植物對逆境脅迫的應答。因此，這一類蛋白在植物抗逆遺傳育種中具有較大的應用潛力。然而，玉米Di19家族的基因功能研究尚未見報道。本研究從玉米中克隆得到ZmDi19-5基因，并對過表達該基因的轉基因擬南芥進行了系統(tǒng)的抗逆功能鑒定。此外，通過對

3、過表達該基因的轉基因擬南芥進行轉錄組測序，對ZmDi19-5基因參與抗逆的分子機制做了初步探討，得到以下主要的結果:
　　1.根據(jù)氨基酸序列分析，發(fā)現(xiàn)玉米ZmDi19-5蛋白不僅包含兩個保守性較高的Cys2/His2型鋅指蛋白結構域，還包含zf-Di19及Di19_C基序，說明該蛋白屬于C2H2轉錄因子家族。
　　2.組織表達模式分析發(fā)現(xiàn)ZmDi19-5基因在檢測的玉米組織中均有表達，其中，在莖中表達水平最高。熒光定量表達分

4、析表明ZmDi19-5基因受到高鹽和高濃度PEG脅迫后，表達水平顯著升高。
　　3.亞細胞定位實驗表明ZmDi19-5蛋白定位在細胞膜上;酵母轉錄活性實驗表明該蛋白在酵母中不具有轉錄激活活性。
　　4.構建ZmDi19-5過量表達載體，通過農(nóng)桿菌介導法異源轉化擬南芥。通過對轉基因擬南芥與野生型擬南芥進行干旱和高鹽脅迫，發(fā)現(xiàn)ZmDi19-5的過量表達可以顯著增強轉基因植株的抗旱耐鹽能力。
　　5.ABA敏感性實驗表明轉基