小麦抗逆相关转录因子bZIP和NAC基因的功能研究

【摘要】bZIP和NAC是植物中两个重要的转录因子家族，它们参与调控植物的生长发育及逆境胁迫应答等过程。抗逆相关的bZIP和NAC转录因子的功能在拟南芥和水稻中研究较为深入，而在异源六倍体小麦中的研究相对较少。我们在小麦中对这两个家族的基因进行了研究，期望发掘一些与抗逆相关的小麦bZIP和NAC转录因子基因，为小麦的分子育种提供候选基因。我们从本实验室构建的小麦全长cDNA文库中，筛选了22个TabZIP和28个TaNAC基因。通过半定量RT-PCR方法，对这些基因的组织特异性及响应非生物胁迫的表达模式进行了研究，筛选了一些与非生物胁迫相关的TabZIP和TaNAC基因。并在拟南芥中进行了过表达研究，具体结果如下：1、组织特异性表达分析结果表明，9个TabZIP和18个TaNAC基因在幼穗、叶、茎和根中都表达，13个TabZIP和10个TaNAC基因在不同组织中呈现不同水平的表达。低温胁迫条件下，10个TabZIP和13个TaNAC基因表达量上调；13个TabZIP和15个TaNAC基因受盐胁迫诱导表达；在PEG诱导的渗透胁迫下，10个TabZIP基因表达量上调；15个TabZIP基因表达受ABA上调。2、TabZIP1属于bZIP转录因子A家族的基因，定位于小麦第六同源群的6A、6B和6D上。该基因编码一个定位在细胞核中的蛋白，在酵母中具有转录激活活性。TabZIP1受盐、PEG、低温和外源ABA诱导表达，对过表达TabZIP1的转基因拟南芥进行抗逆性鉴定表明：TabZIP1提高了转基因拟南芥对盐、干旱和冻害的抗性。酵母单杂交结果表明该基因与ABRE顺式元件相互作用。并且过表达TabZIP1的转基因拟南芥增加了对ABA的敏感性，进一步表明TabZIP1参与调控ABA信号途径。3、TabZIP14属于bZIP转录因子C家族的基因，编码一个定位在细胞核中的蛋白，在酵母中具有转录激活活性。TabZIP14基因受盐、PEG、低温和外源ABA诱导表达，对过表达TabZIP14的转基因拟南芥进行抗逆性鉴定表明：TabZIP14提高了转基因拟南芥对盐和冻害的抗性。4、TaNAC47属于NAC转录因子SNAC家族的基因，编码一个定位在细胞核中的蛋白，在酵母中具有转录激活活性。TaNAC47基因受多种逆境胁迫的诱导表达，对过表达TaNAC47的转基因拟南芥进行抗逆性鉴定表明：TaNAC47提高了转基因拟南芥对盐、干旱和冻害的抗性。5、TaNAC62属于NAC转录因子NTLs家族的基因，定位于小麦第三同源群的3A、3B和3D上。该基因编码一个定位在细胞核中的蛋白，在酵母中具有转录激活活性。TaNAC62基因受多种逆境胁迫的诱导表达，对过表达TaNAC62的转基因拟南芥进行抗逆性鉴定表明：TaNAC62提高了转基因拟南芥对盐、干旱和冻害的抗性。
【作者】张丽娜；
【导师】孔秀英；
【作者基本信息】中国农业科学院，生物化学与分子生物学，2014，博士
【关键词】小麦；bZIP和NAC转录因子；非生物胁迫；表达谱；抗逆相关基因；

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