论文摘要
MADS-box基因是一个大的转录因子家族，广泛存在于人、动物和植物中。MADS-box基因在植物个体发育和花发育过程中起重要作用。拟南芥中MADS-box转录因子家族分为5个亚家族Mα，Mβ，Mγ，Mδ和MIKC，MIKC亚家族转录因子具有典型的M、I、K和C结构域。在本实验室前期工作中，发现了一个受干旱胁迫诱导的EST序列，与MADS-box基因相似，命名为ZmMADS4。为了更好的研究该ZmMADS4基因在逆境应答中的作用，我们根据单子叶植物MADS保守序列设计含有起始密码的简并引物，利用3’RACE克隆出该基因的编码区，3’UTR和Poly（A）尾。编码区长735bp，3’UTR长206bp。ZmMADS4基因编码区编码244个氨基酸，分子量27.9KDa，生物信息学分析，该蛋白有一个典型MADS-box结构域，证明ZmMADS4基因是MADS-box基因家族的成员。亚细胞定位预测ZmMADS4蛋白定位在细胞核中，暗示该蛋白可能在细胞核中发挥其功能。绿色荧光蛋白（GFP）瞬时表达实验进一步证明ZmMADS4蛋白定位在细胞核中。简并引物扩增后连接转化所得的大量克隆中，还有6个MADS-box基因，分别命名为ZmMADS5、ZmMADS6、ZmMADS7、ZmMADS8、ZmMADS9和ZmMADS10。通过Clustalw比对分析，这7个基因编码蛋白的MADS区与拟南芥的MADS区有高度的一致性。说明这7个基因是MADS家族成员。Northern杂交分析表明，开花期土壤干旱诱导ZmMADS4基因在玉米幼穗利花丝中表达量先增加后降低的趋势。RT-PCR分析结果显示，基因ZmMADS6与ZmMADS4在苗期逆境处理下有相似的反应，即在干旱、高盐、ABA和冷处理条件下被诱导表达，并有表达差异。ZmMADS10基因在干旱、ABA和冷处理条件下表达都有差异。ZmMADS9基因只在苗期干旱处理条件下有表达差异，其它3个基因都无表达差异。构建基因ZmMADS4正义表达载体转化野生型拟南芥，转基因T3代种子在含有200 mM甘露醇及100 mM NaCl的MS培养基上发芽率高于野生型种子。土壤干旱条件下，转基因T3代拟南芥叶片脯氨酸含量以及叶绿素含量明显高于野生型拟南芥，这一结果表明ZmMADS4基因参与植物对渗透胁迫的应答。