论文摘要
干旱、低温和盐碱等非生物胁迫严重影响着植物的生长和发育。在长期的进化过程中植物形成多种适应机制以应答不同的生物胁迫和非生物胁迫,其中转录因子激活或者抑制基因的表达是植物适应逆境胁迫的重要方式之一。ERF类转录因子是一类植物特有的转录因子家族,具有一个保守的DNA结合域—ERF domain,可调节植物对病原物、低温、干旱、高盐及伤害等生物与非生物胁迫的适应性应答,在植物胁迫应答中起着重要的作用。本实验室以GCC-box为bait,利用酵母单杂交系统从番茄cDNA表达文库中筛选到一个新基因JERF1。研究表明它属于ERF类转录因子,具有转录激活特性,受乙烯、MeJA、ABA和高盐的诱导表达,在烟草中过表达JERF1能明显提高烟草的耐盐性和耐低温性。鉴于水稻在我国农业生产的重要地位及其相对清楚的生物信息基础,本实验室创建了转JERF1水稻株系。本论文在这一研究基础上进一步研究了JERF1在植物非生物胁迫应答中的功能,并分析了它可能参与的调控途径。首先检测了JERF1过表达水稻,用T2代转基因水稻进行非生物胁迫下的生理功能鉴定,即对不同生长时期的水稻分别进行干旱。对10天龄的水稻幼苗停止浇水8天,复水5天后,野生型水稻（WT）存活率为0,过表达JERF1水稻株系（OE）OE-5和OE-8存活率为60%以上;对第一次分蘖期,30天龄的水稻苗停止浇水,15天后,WT叶尖发生明显萎蔫,OE发生萎蔫的程度较轻;对抽穗期（90天龄）的水稻停止浇水5天,复水2天后,WT叶片卷曲枯黄,而OE-5水稻恢复正常生长。实验表明JERF1能够提高转基因水稻的抗旱性。研究发现,在正常生长状态和干旱处理下,转基因水稻的脯氨酸、胞质总蛋白等渗透调节物质的含量均不同程度高于野生型,表明JERF1的表达可能通过改变水稻体内渗透调节物质提高植物的非生物胁迫抗性。RT-PCR实验表明,JERF1提高了转基因水稻胁迫响应相关基因OsLTP1、OsCDPK13、OsHAP3A、OsP5CS和OsSPDS2的表达水平,表明JERF1通过调控这些胁迫相关基因的表达参与了植物非生物胁迫应答。同时JERF1也提高了水稻中与ABA合成相关基因OsABA2、Os3g0810800的表达水平,从而表明JERF1可能通过ABA途径参与了植物非生物胁迫应答。以上实验结果表明JERF1调控了多个信号转导途径,通过提高了一些相关基因或者下游基因的大量表达从而提高转基因水稻的非生物胁迫抗性。