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《中国科学技术大学》 2011年
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拟南芥转录因子AtHB17的功能解析

崔蓉  
【摘要】:同源异型域亮氨酸拉链基因编码的转录因子家族在植物生长发育以及对外界胁迫适应的各种生理过程中起重要作用,整个家族成员众多,依据结构与功能划分为不同的亚家族,不同的亚家族行使的功能也不尽相同。大多数的同源异型域亮氨酸拉链基因在植物体内的表达不具备组织特异性,但是也有一部分是只在特定组织中表达。本论文研究的基因AtHB17就是一个根系特异表达的转录因子。亚细胞定位实验结果显示AtHB17定位于细胞核中,符合作为转录因子的功能。以GUS为报告基因的启动子分析实验结果显示,AtHB17基因在幼苗及成熟期都主要在植物根系中表达,这一结果也与利用PCR技术在RNA水平检测到的结果相一致。实时定量PCR检测结果证实盐胁迫、干旱胁迫、氧化胁迫以及外源添加ABA均会导致AtHB17的表达量上调。利用启动子分析帮助我们进一步了解到,盐胁迫改变的不仅是AtHB17的表达量,也改变了该基因的表达部位,使其从根系中特异表达变成在地上部分也有表达。在进一步对AtHB17的功能进行研究时,我们选用了功能缺失突变体和功能获得转化体材料。相关结果显示,敲除AtHB17的突变体表现出了对盐胁迫更为敏感的表型,功能互补实验也进一步确证了这一盐敏感表型是由AtHB17的功能缺失引起的。而功能获得转化体则对盐胁迫更加的耐受。而且AtHB17的表达量增加引起对盐胁迫的耐受增强包括了种子萌发以及植株生长这两个不同的阶段。此外,还对功能缺失突变体材料和功能获得转化体材料进行了干旱胁迫以及氧化胁迫的实验,结果显示,AtHB17的功能缺失突变体材料对这两种胁迫也更敏感,而功能获得转化体材料则对这两种胁迫更耐受。通过对功能缺失突变体和功能获得转化体材料以及用作对照的野生型材料在胁迫情况与正常情况下的表达谱比对分析,我们对AtHB17基因可能的作用机制有了初步了解,在转录水平上,AtHB17通过上调bt2、NF-YB1,使胁迫耐受性增强;通过上调SIG5,调控叶绿体基因组编码的光合作用相关基因转录。在此基础上,我们构建了一个AtHB17所介导耐逆性增强的初步调控网络模型。此外,我们还获得转AtHB17烟草材料,进一步对AtHB17的功能进行研究,结果显示AtHB17的表达同样可以使得烟草对盐胁迫以及干旱胁迫更加耐受,说明AtHB17介导的耐逆机制具有一定的保守性。
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:Q943.2

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