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胁迫会对植物生长发育产生不利的影响，大大的减少了作物的产量，因此，了解植物抗逆机制，如何提高植物的抗逆性，培育出优良耐逆新品种，降低环境胁迫对植物生长发育的影响，是急需解决的问题。一个编码番茄NAC转录因子的SlNAC1基因受多种生物和非生物胁迫诱导表达，在植物响应胁迫应答中起着重要的作用，但其转录调控机制仍不清楚。本文着手番茄的SlNAC1基因启动子进行功能研究，分析了SlNAC1启动子的渗透胁迫应答和盐胁迫应答功能，为后期筛选SlNAC1渗透胁迫应答和盐胁迫应答相关的上游转录因子以及研究SlNAC1的胁迫应答机制打下了基础。主要的实验结果如下：
(1)通过降落PCR的方法从番茄(Solanum lycopersicum)中扩增出SlNAC1基因的启动子，其序列包含了翻译起始密码子ATG上游2,039bp的核苷酸序列。利用启动子顺式元件预测在线网站PLACE以及Plantcare对SlNAC1启动子序列进行分析，发现了若干个潜在的顺式作用元件，包括了3个ABA应答元件ABRE、15个病原应答元件W-box、8个病原/盐应答元件GT1GMSCAM4、5个脱水应答元件MYBCORE、1个干旱/低温/高温/盐应答元件DRE/CRT、2个金属铜/氧应答元件CuRE、7个低温应答元件MYCCONSENSUSAT、1个脱水应答元件MYB1AT、1个病原应答元件MYB1LEPR。
(2)根据SlNAC1启动子上预测的顺式作用元件位置，设计和扩增出4个5′-缺失的SlNAC1启动子(起始密码子上游2,039bp、1,508bp、1,373bp和777bp)，并且构建这4个5′-缺失的SlNAC1启动子驱动的gus基因表达载体，随后转化烟草，结果共获得pBI121-SlNAC1Pro1::GUS转基因阳性植株10株、pBI121-SlNAC1Pro2::GUS转基因阳性植株14株、pBI121-SlNAC1Pro3::GUS转基因阳性植株14株和pBI121-SlNAC1Pro4::GUS转基因阳性植株8株。
(3)转基因植株在不同浓度的NaCl和甘露醇条件下处理后，在300mmol/L甘露醇和150mmol/LNaCl条件下染色程度最深。在不同盐和渗透模拟剂处理下均能被GUS染色。转基因烟草植株在300mmol/L甘露醇和150mmol/LNaCl条件下处理，模拟渗透胁迫和盐胁迫，经过GUS染色后在体视镜下观察分析，以及进一步GUS酶活性测定分析，表明SlNAC1启动子是一个典型的诱导型启动子，还确定了SlNAC1启动子中渗透胁迫应答元件和盐胁迫应答元件均位于-1,373bp和-777bp之间，启动子预测分析显示该区间有4个盐胁迫应答元件(GT1GMSCAM4元件)。
(1)通过降落PCR的方法从番茄(Solanum lycopersicum)中扩增出SlNAC1基因的启动子，其序列包含了翻译起始密码子ATG上游2,039bp的核苷酸序列。利用启动子顺式元件预测在线网站PLACE以及Plantcare对SlNAC1启动子序列进行分析，发现了若干个潜在的顺式作用元件，包括了3个ABA应答元件ABRE、15个病原应答元件W-box、8个病原/盐应答元件GT1GMSCAM4、5个脱水应答元件MYBCORE、1个干旱/低温/高温/盐应答元件DRE/CRT、2个金属铜/氧应答元件CuRE、7个低温应答元件MYCCONSENSUSAT、1个脱水应答元件MYB1AT、1个病原应答元件MYB1LEPR。
(2)根据SlNAC1启动子上预测的顺式作用元件位置，设计和扩增出4个5′-缺失的SlNAC1启动子(起始密码子上游2,039bp、1,508bp、1,373bp和777bp)，并且构建这4个5′-缺失的SlNAC1启动子驱动的gus基因表达载体，随后转化烟草，结果共获得pBI121-SlNAC1Pro1::GUS转基因阳性植株10株、pBI121-SlNAC1Pro2::GUS转基因阳性植株14株、pBI121-SlNAC1Pro3::GUS转基因阳性植株14株和pBI121-SlNAC1Pro4::GUS转基因阳性植株8株。
(3)转基因植株在不同浓度的NaCl和甘露醇条件下处理后，在300mmol/L甘露醇和150mmol/LNaCl条件下染色程度最深。在不同盐和渗透模拟剂处理下均能被GUS染色。转基因烟草植株在300mmol/L甘露醇和150mmol/LNaCl条件下处理，模拟渗透胁迫和盐胁迫，经过GUS染色后在体视镜下观察分析，以及进一步GUS酶活性测定分析，表明SlNAC1启动子是一个典型的诱导型启动子，还确定了SlNAC1启动子中渗透胁迫应答元件和盐胁迫应答元件均位于-1,373bp和-777bp之间，启动子预测分析显示该区间有4个盐胁迫应答元件(GT1GMSCAM4元件)。