小麦抗逆相关的ERF转录因子基因及功能基因的克隆与表达特性研究

论文摘要

干旱、盐碱、低温和冻害等非生物逆境是影响植物生长发育的主要环境因素,严重地制约着农作物产量与品质的提高。在逆境胁迫下,植物能感知、传递胁迫信号,通过激活响应转录因子,启动抗逆功能基因的表达,使植物体内发生一系列的生理生化反应,抵御不良环境的危害,从而提高植物的耐逆性。研究表明,转录调控是植物生长发育、逆境应答、信号转导等一系列基因表达的最主要调控形式,转录因子是参与基因转录水平调控过程的重要反式作用因子,其中DREB（dehydration-responsive element binding factor）和ERF（ethylene-responsive element binding factor）类转录因子参与了生物胁迫和非生物胁迫的响应,它们通过与功能基因启动子区的顺式作用元件（DRE/CRT、ERE）结合,参与植物逆境的胁迫响应。ERF转录因子可通过与位于PR（pathogenesis-related）基因的启动子区的ERE元件的互作,引发PR基因的表达,产生PR蛋白,参与植物的抗逆、抗病响应。近年来,DREB和ERF类转录因子用于改良农作物对生物、非生物胁迫耐性的研究受到普遍关注。植物的耐旱、耐盐性是由多基因控制的、涉及多个代谢途径的复杂性状。虽然近年来已获一些多耐旱、盐基因,在植物耐盐的生理变化和耐盐机制的研究方面取得了一些进展。但植物的耐旱、耐盐分子机制尚不十分清楚,进一步获得新的耐旱、耐盐相关基因,阐明其功能,对于揭示植物耐旱、耐盐分子机制具有重要意义。同时,也将为实施植物抗逆分子育种提供理论依据。本研究以耐旱农家种小白麦、耐盐品种茶淀红和抗白粉病普通小麦-簇毛麦6DL/6VS易位系Pm97034为材料,运用噬菌斑原位杂交技术,筛选cDNA文库,克隆抗逆相关转录因子基因与耐旱、耐盐相关功能基因,以期为小麦逆境胁迫的分子机制研究和小麦抗逆育种提供一定的理论指导。本研究取得以下结果:1.目的基因的克隆通过筛选耐旱农家种小白麦、抗白粉病普通小麦-簇毛麦6DL/6VS易位系Pm97034、以及耐盐品种茶淀红的噬菌体cDNA文库,共克隆了以下三类、4个基因:（1）以植物DREB转录因子保守域AP2片段为探针,采用噬菌体原位杂交技术,筛选了干旱诱导的小白麦cDNA噬菌体文库,共克隆到2个ERF类转录因子基因（TaERF3/4）。根据氨基酸序列的同源性和基因序列的结构特征,TaERF3和TaERF4属于第四类ERF转录因子的不同基因成员,为小麦属转录因子的新基因。（2）以棉花抗逆相关基因的保守域DNA片段为探针,采用噬菌体原位杂交技术,

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 植物抗逆生理及逆境应答机制
• 1.2 植物转录因子及其抗逆性研究
• 1.3 LEA 蛋白与植物的抗逆性
• 1.4 植物耐盐相关基因的研究
• 1.5 植物抗逆基因工程研究进展
• 1.6 研究背景与立题依据
• 第二章 小麦ERF 转录因子基因的克隆
• 2.1 材料与方法
• 2.2 结果与分析
• 2.3 讨论
• 第三章 小麦TAERF 转录因子的表达特性分析
• 3.1 材料与方法
• 3.2 结果与分析
• 3.3 讨论
• 第四章 小麦耐旱相关基因TALEA6 的克隆及表达模式分析
• 4.1 材料与方法
• 4.2 结果与分析
• 4.3 讨论
• 第五章 小麦耐盐相关基因的克隆及表达特性分析
• 5.1 材料与方法
• 5.2 结果与分析
• 5.3 讨论
• 第六章 结论
• 参考文献
• 缩略词
• 致谢
• 作者简介