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短芒大麦抗逆性相关基因DREB1和CDPK的克隆与特性分析

王呈玉  
【摘要】: 本文采用cDNA末端快速克隆技术(RACE),以短芒大麦为试验材料,分离得到与非生物胁迫信号转导相关的两个基因,并对其基因特性进行了鉴定和分析。 实验结果表明:转录因子HbDREB1基因cDNA全长899bp,其中包括660bp完整的开放阅读框(open reading frame,ORF),推测编码220个氨基酸的多肽;HbDREB1蛋白具有一个典型AP2/ERF DNA结合域;体外凝胶滞留实验表明全长HbDREB1蛋白能够与DRE元件特异性的相结合。同其作为转录因子的功能相一致,HbDREB1是一种细胞核内蛋白;Southern杂交表明HbDREB1基因在短芒大麦基因组中以单拷贝的形式存在,Northern杂交表明该基因主要受到低温强烈诱导,对高盐和干旱引起细胞渗透压发生的变化也有一定的响应,而对植物激素ABA不响应;转基因烟草的相对离子渗漏率和脯氨酸含量的测定结果表明,表达HbDREB1基因能够提高转基因烟草的抗性,但转基因植株表现出严重的生长迟滞现象。短芒大麦钙依赖蛋白激酶HbCDPK基因是植物钙依赖蛋白激酶家族的一个成员,且属丝氨酸/苏氨酸类蛋白激酶,是一个与膜相关的钙依赖蛋白激酶;cDNA全长2094bp,其中包括1596bp完整的开放阅读框; Northern-blot分析发现该基因受冷、干旱、高盐胁迫和激素诱导表达;转基因株系的生理生化指标测定结果表明,HbCDPK的表达降低了转基因植物的细胞膜在逆境条件下的损害程度。 据此可以认为,短芒大麦DREB1转录因子和钙依赖蛋白激酶(HbCDPK)基因参与了非生物胁迫信号转导,并且具有提高转基因植物抗逆性的潜能。


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