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水稻AP2/ERF转录因子OsAP21的功能分析

许冉冉  
【摘要】: 干旱、高盐和低温是诸多非生物逆境中对作物危害最为严重的自然灾害,长期以来,人们都非常关注对这种非生物胁迫的研究。通常在逆境条件下,植物能感知、传递逆境胁迫信号,诱导相关功能基因的表达,在生理生化上作出适应性响应。而转录因子在植物逆境信号传递,相关功能基因的表达调控及发育阶段的调控中发挥着关键作用。根据转录因子结构以及DNA结合活性等特点,将其分成若干个家族,如AP2/ERF、MYB、NAC、bZIP、WRKY等,这些转录因子在逆境胁迫响应过程中发挥着重要的作用。其中AP2/ERF转录因子是一类植物中特有的调控植物发育且与植物胁迫抗性相关的转录因子。 本研究根据网上公布的OsAP21基因全长cDNA序列设计引物,从IR36水稻品种中扩增得到具有完整开放阅读框的OsAP21基因,该基因的开放阅读框包含687个核苷酸,编码一个由229个氨基酸组成的蛋白。该基因编码的蛋白包含一个AP2保守结合结构域,一个C-端的核定位信号区以及两个位于AP2结合结构域两侧的酸性区。对经过激素和不同逆境胁迫处理的水稻组织进行RT-PCR分析,结果显示OsAP21基因受到ABA和逆境胁迫的诱导表达。 通过蘸花法转化拟南芥进一步分析OsAP21基因的功能。对转基因植株的分析表明,相对于野生型,OsAP21转基因拟南芥植株对ABA比较敏感;且OsAP21转基因拟南芥植株表现出对高盐和干旱有较强的耐受力。对抗逆基因RD29B的RT-PCR检测发现,转基因植株中的基因RD29B表达量在经逆境胁迫后高于野生型。研究结果表明,OsAP21可能参与ABA依赖的信号转导途径,干旱、高盐等环境刺激使植物体内ABA含量提高,ABA激活一些蛋白激酶使OsAP21与下游目的基因启动子区域的ABRE顺式作用元件结合,使其上调表达,从而提高转基因拟南芥的抗干旱和抗高盐能力。


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