普通小麦(Triticum aestivum L.)晋麦47中DREB转录因子基因的克隆及表达分析

来源 :河北农业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:yanghong098
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植物的生长发育与环境因素有着密不可分的关系。近年来,随着环境的不断恶化,干旱、低温、高温及高盐等非生物胁迫出现越来越频繁,这严重制约了植物的生长及产量。逆境因子能够引发植物体内一系列生理生化变化以响应外界环境的变化。人们致力于通过各种手段来提高植物的抗逆性。转录因子是能够与真核基因启动子区顺式作用元件发生特异性结合的蛋白,它们通过与顺式元件及其它相关蛋白之间的相互作用,可激活或抑制下游一系列功能基因的转录。AP2/EREBP是一类植物特有的响应逆境胁迫的转录因子,其中,DREB类转录因子是一类与植物非生物逆境胁迫响应相关的重要转录因子。DREB类转录因子具有保守的AP2/EREBP结构域,可与基因启动子区的脱水响应元件(DRE)结合,调控下游基因表达。小麦(Triticum aestivum L.)品种晋麦47,是黄淮麦区旱地区域试验的对照品种,具有优良的抗旱性,研究和理解其抗旱性的分子机制对于利用转基因途径提高作物的抗旱性具有重要意义。本研究利用同源克隆技术和RACE技术,通过人工模拟干旱、高温、低温、高盐胁迫等处理,对晋麦47中的DREB类转录因子进行克隆,并进行了相关表达分析研究,主要结果如下:1.在4种胁迫处理下,共获得4种长度的开放读码框(ORF),分别为648bp、834bp、837bp和876bp。其中干旱胁迫得到648bp和834bp两种,高温、低温和高盐胁迫得到837bp一种,对照处理得到837bp和876bp两种。2.选择干旱胁迫胁迫下的基因进行后续分子生物学研究,克隆到1个长度为1098bp的序列,该序列包括834bp的ORF和264bp的3’UTR。该基因与已报道的DREB2基因具有很高的同源性,因此命名为TaDREB2。TaDREB2基因编码277个氨基酸,推测蛋白的分子量为30.187kD,理论等电点为5.733,其中强碱性氨基酸38个,强酸性氨基酸45个,疏水性氨基酸75个,极性氨基酸70个。3.生物信息学分析结果显示,该基因编码的蛋白为亲水性蛋白,无跨膜域和信号肽,亚细胞定位预测为核蛋白。4.通过半定量RT-PCR法,分析基因的表达特性,在正常生长条件下,基因有少量的本底表达,干旱胁迫处理下,2h后基因的表达量明显上升,6h时表达量达到最大值,8h后表达量开始下降。5.利用载体pET-30a与TaDREB2基因构建原核表达载体,经IPTG诱导,表达一个36.1kD的融合蛋白,在IPTG诱导9h时表达量最高。6.利用载体pBI121与TaDREB2基因构建真核表达载体。
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