论文部分内容阅读
bZIP(basic leucine zipper)是植物中一类非常重要的转录因子,参与植物从生长发育到抗性调控的多个生物学过程。为了了解紫花苜蓿(Medicago sativa)中bZIP转录因子的特性,解析紫花苜蓿bZIP转录因子的生物学功能,从而阐述MsbZIP1基因对紫花苜蓿抗逆性的调控机制。本研究利用RACE技术从紫花苜蓿中获得1个MsbZIP1基因的全长cDNA,该序列全长1 176 bp,编码361个氨基酸,预测分子量为42.3 kD,等电点为6.5。分析发现,该蛋白含有bZIP家族典型的BRLZ碱性结构域和亮氨酸拉链,属于bZIP家族蛋白。进化树分析表明,该蛋白属于bZIP转录因子C亚族,与拟南芥(Arabidopsis thaliana)的AtbZIP63具有很高的同源性,推测可能具有与该类蛋白相似的功能。qRT-PCR分析表明,MsbZIP1基因对干旱、高盐、高温、低温,及脱落酸(Abscisic acid,ABA)和生长素(Auxin)处理都有不同程度的响应,该基因可能参与调控紫花苜蓿多种非生物胁迫。通过构建植物表达载体PCAMBIA3301-MsbZIP1,以农杆菌介导的花序浸染法转化拟南芥,经后代筛选、扩繁和分子检测,得到7株超表达的转基因拟南芥。本研究第一次分离了紫花苜蓿C亚族bZIP转录因子,初步确定紫花苜蓿MsbZIP1基因响应多种逆境胁迫的反应,并获得了阳性转基因材料。研究发现,无论在处理还是正常条件下,野生型拟南芥种子的萌发时间都要早于转MsbZIP1基因的拟南芥种子,由此可以推断出紫花苜蓿MsbZIP1基因会使种子萌发的时间延迟,在种子的发育过程中,可能起到负调控的作用。经过一周的盐胁迫处理后,测定相关的生理指标,发现转基因株系的过氧化氢酶、过氧化物酶,超氧化物歧化酶活性均显著高于野生型株系,过表达植株耐盐性更强。测定胁迫相关基因的表达量发现,MsbZIP1基因通过调控ABA生物合成基因ABA3、ABA1、AAO3、NCED3,ABA下游响应基因P5CS以及ABA信号途径基因ABI5、RAB18、HST、RD26的表达,进而提高植物的抗盐胁迫能力。