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玉米ABA受体基因的选择性剪接及其在抗旱性方面的功能研究

孙永华  
【摘要】:玉米现已成为我国第一大粮食作物,玉米的生产越来越受到土壤干旱胁迫的威胁与挑战。ABA被称为胁迫激素,研究玉米ABA相关基因的功能具有十分重要意义。在ABA信号转导通路中三个基因家族均存在的可变剪接现象,调节ABA信号通路中的各个基因的转录水平。我们对玉米ABA受体基因的研究结果如下: 1.首次确定并克隆了玉米B73中13个ABA受体基因的16个转录产物,其中有2个基因存在可变剪接现象,系统发育分析表明它们与拟南芥、水稻的PYL家族分属三个分枝。 2.分析并克隆了玉米14个Type A PP2C基因所产生的19个转录本,其中有4个基因存在可变剪接现象;12个SnRK2基因所产生的32个转录本,其中有10个基因存在可变剪接现象。 3.玉米ABA缺失突变体vp14中,ZmVP14、ZmPYLA/B、ZmPYLC/D基因的表达量下降,而ZmPP2C11/12、ZmPP2C13/14/15、ZmPP2C16/17、ZmPP2C18/19基因的表达量升高。 4.无论ABA诱导与否,蛋白ZmPYLB、ZmPYLD、ZmPYLR均无法与下游的所有的type A PP2C蛋白发生相互作用。蛋白ZmPYLA在不依赖于ABA的条件下与可以与ZmPP2C5/7/9/20/23/13/17蛋白相互作用,在依赖于ABA的条件下与可以与ZmPP2C10/24/12蛋白相互作用。蛋白ZmPYLC在不依赖于ABA的条件下与可以与ZmPP2C5/7/22/23/17蛋白相互作用,在依赖于ABA的条件下与可以与ZmPP2C9/20/13/19蛋白相互作用。 5.ITC结果显示,蛋白ZmPYLC与ABA的结合能力显著高于蛋白ZmPYLD与ABA的结合能力。 6. ZmPYLC转基因拟南芥表现出对干旱胁迫极强的抗性,离体叶片失水速率显著低于野生型拟南芥,转基因拟南芥种子的萌发表现出对ABA极强的敏感性。 7.转基因玉米的检测结果显示,过量表达ZmPYLC基因时降低了ZmPYLD基因的表达水平,而过量表达ZmPYLD基因时降低了ZmPYLC基因的表达水平,两者存在互相抑制的现象。


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