【摘 要】
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植物的生长过程无时无刻不受各种逆境胁迫的影响，逆境胁迫是限制经济作物产量的重要因素，所以对植物逆境胁迫的研究具有十分重大的经济效益和学术价值。近年来，拟南芥中鉴定出许
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植物的生长过程无时无刻不受各种逆境胁迫的影响，逆境胁迫是限制经济作物产量的重要因素，所以对植物逆境胁迫的研究具有十分重大的经济效益和学术价值。近年来，拟南芥中鉴定出许多逆境胁迫相关基因，但是植物应答逆境胁迫机制错综复杂，仍存在许多亟待解决的问题。为了鉴定新的逆境胁迫基因，综合现有的大量生物信息学信息，大量筛选逆境胁迫相关基因，经过几重筛选最终确定待研究基因，以其T-DNA插入突变体为材料，根据网络预测信息对突变体进行研究，最终获得具有显著表型的逆境胁迫相关的突变体，进一步获得逆境胁迫相关基因，研究其在逆境胁迫应答中的功能。 本研究根据生物信息学分析结果，筛选出了27个候选基因，按逆境逆境胁迫分为低温胁迫、ABA应答、渗透胁迫、盐胁迫和干旱胁迫五种，从拟南芥种子资源中心获得T-DNA插入突变体，纯合体鉴定以后得到22个纯合T-DNA插入突变体株系。目前低温胁迫研究中迫切需要解决的问题是低温的感受，低温刺激后植物细胞内Ca2+浓度瞬时升高，该过程在时间和机制上与低温胁迫感应过程紧密相关，所以对低温胁迫相关突变体的研究主要是检测低温刺激时突变体胞质内Ca2+浓度的变化，将活体Ca2+探针----水母发光蛋白分别转到T-DNA插入突变体中，测定低温刺激时突变体细胞内Ca2+浓度的变化，结果显示，突变体内Ca2+浓度的变化与对照相似，由于Ca2+信号系统在低温信号转导途径中处于较上游的位置，上述结果暗示所筛选的基因可能不直接参与诱导低温感受的Ca2+信号，或者不直接调控低温诱导的Ca2+信号。对于其他逆境胁迫（渗透胁迫、盐胁迫和干旱胁迫）和ABA相关的突变体，根据生物信息学分析结果，对突变体进行逆境胁迫处理，根伸长实验发现，发现基因AtSRG5（该基因的表达受盐胁迫调控，故将其命名为salt related genes，AtSRG，编号为5）可能参与盐胁迫抑制幼苗根伸长作用，与野生型相比，atsrg5根伸长对盐胁迫更敏感。基因AtARG10和AtARG19（该基因表达受ABA调控，故将其命名为 ABA related genes，AtARG，编号分别为10和19）可能参与ABA调控幼苗主根伸长，其突变体atarg10和atarg19在含有ABA的MS培养基上比野生型更敏感。对atarg10进一步研究发现，atARG10的表达不仅受ABA诱导，还受低温胁迫、盐胁迫调控。萌发实验显示atarg10在含有NaCl的MS培养基上的萌发率明显高于野生型，子叶变绿的幼苗比例也明显高于野生型，所以AtARG10突变导致atarg10对ABA的抵抗能力减弱，AtARG10突变还减弱了NaCl对拟南芥幼苗萌发和生长的抑制。AtARG10在花中表达量高，atarg10抽薹也早于野生型，莲座叶数目比野生型少。目前已经构建了NLP4::super1300+-GFP表达载体。超表达载体、GUS、瞬转载体正在构建中。
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