复苏植物旋蒴苣苔干旱诱导基因BhDoh-b561和BhC2DP1的克隆与功能研究

	复苏植物旋蒴苣苔干旱诱导基因BhDoh-b561和BhC2DP1的克隆与功能研究
其他题名	The Cloning and Functional Analysis of BhDoh-b561 and BhC2DP1 in the Resurrection Plant Boea hygrometrica
	张兰军
学位类型	硕士
导师	邓馨
	2011
学位授予单位	中国科学院植物研究所
关键词	ABA C2结构域复苏植物生长素细胞色素b561
摘要	旋蒴苣苔(Boea hygrometrica)是在我国广泛分布的一种复苏植物，能够耐受极度脱水，以类似于休眠的方式度过干旱期，在水分适宜后又能迅速恢复正常生活状态。我们从旋蒴苣苔脱水2h的cDNA文库中筛选到两个脱水诱导表达的cDNA片段，经5’RACE得到cDNA全长。其中一个共1197个碱基，编码398个氨基酸，通过NCBI保守结构域分析，发现它含有两个结构域：细胞色素b561 (cyt b561) 结构域和多巴胺 β-羟化酶 (DoH) 结构域；另外一个长度为465bp，编码154个氨基酸，仅含有一个C2结构域。分别将两个基因命名为BhDoh-b561和BhC2DP1。通过5’RAGE的方法分别克隆了1157bp BhDoh-b561启动子序列和1113bp的BhC2DP1启动子序列。PLACE软件分析启动子序列发现两者均含有多种逆境胁迫诱导元件。 BhDoh-b561启动子序列中有2个ABA响应元件ABRE和2个生长素响应元件ARFAT和NTBBF1ARROLB。ProBhDoh-b561:GUS在子叶中表达较强，在成熟的植物中表达变弱；脱落酸 (ABA) 或生长素处理的转基因植株中GUS活性相比于未处理对照有所增强，表明BhDoh-b561可能参与对两种激素的响应。在BhDoh-b561-GFP瞬时表达的小烟草表皮细胞中，只在膜系统上检测到GFP信号，证明BhDoh-b561是膜定位的蛋白。 BhC2DP1启动子中含有3个拷贝的Ca2+/Calmodulin结合序列和2个同时响应ABA和Ca2+的ABRE-CE元件。qRT-PCR和GUS染色结果表明BhC2DP1的表达主要受5mM Ca2+短时处理诱导；分别施加Ca2+螯合剂EGTA和逆境激素ABA均抑制该基因表达，但二者同时处理则显著诱导其表达，表明BhC2DP1对ABA的响应依赖于Ca2+。过表达BhDoh-b561的拟南芥相比于野生型具有开花较晚的表型。与野生型相比，过表达BhDoh-b561的烟草耐脱水性有所提高 (过表达BhDoh-b561拟南芥并没有表现出比野生型更高的耐脱水性)，因此BhDoh-b561在提高植物的抗旱性上能发挥一些作用。过表达BhDoh-b561的拟南芥对高盐 (130mM NaCl) 也有一定的敏感性。过表达BhDoh-b561的拟南芥在外源ABA处理下，生长受到严重抑制，相比之下，野生型受到的抑制较为缓和。我们发现生长素输出抑制剂TIBA可缓解NAA对过表达BhDoh-b561的拟南芥的抑制作用。NAA的输入不需要载体，能通过自由扩散进入细胞，而在输出细胞时需要载体协助，所以TIBA可能通过抑制NAA输出细胞而缓解NAA对植物生长的抑制作用，而BhDoh-b561蛋白有可能在生长素输入输出细胞过程中发挥作用。因此BhDoh-b561可能同时参与了ABA和生长素在植物体内的活动，进一步的研究有助于我们深入解析BhDoh-b561在植物体内的功能。在拟南芥中过表达BhC2DP1导致植株对ABA的敏感性增强，表现在种子萌发和幼苗根生长受到的抑制作用增加。EGTA处理可消除过表达BhC2DP1的拟南芥与野生型在ABA敏感性方面的差异，表明Ca2+是BhC2DP1蛋白参与植物对ABA的反应中所必须的。上述结果为进一步揭示植物特有的C2结构域小蛋白的功能与其表达的精细调控提供了基础。
页数	79
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.ibcas.ac.cn/handle/2S10CLM1/11880
专题	中科院植物分子生理学重点实验室
作者单位	中国科学院植物研究所
第一作者单位	中国科学院植物研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	张兰军. 复苏植物旋蒴苣苔干旱诱导基因BhDoh-b561和BhC2DP1的克隆与功能研究[D]. 中国科学院植物研究所,2011.

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