轉(zhuǎn)錄因子OsERF3負(fù)調(diào)控乙烯生物合成影響水稻耐旱性.pdf

1、植物在干旱脅迫下會(huì)產(chǎn)生一系列生理生化水平的變化,包括氣孔關(guān)閉、細(xì)胞生長(zhǎng)受抑制、光合作用速率下降和有氧呼吸加強(qiáng)等。在干旱脅迫下植物通過(guò)增加滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和抗逆蛋白質(zhì)的合成來(lái)提高植物細(xì)胞的保水能力。很多逆境脅迫都可以誘導(dǎo)植物體內(nèi)乙烯的生物合成。研究發(fā)現(xiàn)氣態(tài)植物激素乙烯不僅促進(jìn)植物衰老和果實(shí)成熟等反應(yīng),同時(shí)也在逆境下能提高植物的抗逆性,即逆境脅迫下,植物增加乙烯釋放量、激活或抑制逆境相關(guān)因子的表達(dá)。這些因子包括激活子、抑制子、共激活子和共抑制子

2、等組成的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。如果植物體的防御反應(yīng)和逆境脅迫反應(yīng)機(jī)制持續(xù)激活,必然增加代謝并消耗更多能量而造成浪費(fèi),甚至造成對(duì)自身細(xì)胞的傷害。在長(zhǎng)期適應(yīng)過(guò)程中,植物進(jìn)化出一整套適應(yīng)機(jī)制,如采用抑制子抑制激活子的活性以保證植物的正常生長(zhǎng)發(fā)育。研究表明含EAR基序的轉(zhuǎn)錄因子是一種重要的抑制子；它們所含有的EAR基序雖然很小,但功能強(qiáng)大,是一個(gè)能有效克服基因冗余的轉(zhuǎn)錄抑制結(jié)構(gòu)域。然而,EAR基序轉(zhuǎn)錄抑制子是否參與乙烯生物合成的調(diào)控還未見(jiàn)有報(bào)道。
　

3、　 隨著擬南芥和水稻基因組測(cè)序的完成,分析表明部分ERF因子具有保守的EAR基序。前人研究證明OsERF3蛋白序列為235個(gè)氨基酸,在33-96位肽段有一個(gè)典型的AP2結(jié)構(gòu)域,C端有一個(gè)EAR基序,其保守的氨基酸序列為L(zhǎng)／FDLNL／F(X)P,與煙草EAR抑制子NtERF3具有44％的相似性,是一個(gè)含EAR基序的ERF因子；酵母中OsERF3可結(jié)合GCC-box,并抑制AtERF5等轉(zhuǎn)錄因子的激活特性。本論文我們繼續(xù)采用EMSA實(shí)驗(yàn)

4、方法確認(rèn)了OsERF3可與GCC-box和DRE結(jié)合。并在此基礎(chǔ)上,我們采用瞬時(shí)表達(dá)方法發(fā)現(xiàn)OsERF3主要定位在細(xì)胞核中,并在細(xì)胞質(zhì)中也有少量累積?；虮磉_(dá)分析表明OsERF3在苗期水稻中受干旱、高鹽、一些前體ACC和ABA的誘導(dǎo)表達(dá)；且在苗期水稻的根、葉鞘和葉中均有表達(dá),其中在根和葉鞘中的表達(dá)量較高、葉次之。
　　 為了研究OsERF3的生理功能及其C端的EAR基序功能,我們分別創(chuàng)建了全長(zhǎng)(OE)及EAR突變(mEAR)的過(guò)

5、表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻。干旱實(shí)驗(yàn)表明,OsERF3全長(zhǎng)過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻較野生型對(duì)干旱的耐受性降低,但外源施加ACC能夠提高水稻的耐旱性；而EAR突變的過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻對(duì)干旱的耐受性增強(qiáng)。正常狀態(tài)下所有水稻株系在葉綠素含量、脯氨酸含量和離子滲漏率方面都沒(méi)有明顯差異；而干旱處理后,OsERF3全長(zhǎng)過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻的葉綠素含量和脯氨酸含量均低于野生型,并且離子滲漏率增加。通過(guò)測(cè)定不同株系的乙烯含量發(fā)現(xiàn),OsERF3全長(zhǎng)過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻的乙烯釋放量較野