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拟南芥ABI5是一个响应ABA信号的碱性亮氨酸拉链类转录因子,其表达受ABA和各种生物、非生物胁迫的诱导。ABl5可与顺式元件ABRE相结合,从而调节下游大量抗旱、耐盐碱等相关功能基因的表达,影响着如植物抗逆性、种子成熟和萌发等过程。 本实验室通过对拟南芥ABI5家族(AtDPBFs/ABFs)的9个成员进行氨基酸序列比对,发现共有7个保守的区域。在酵母单杂交系统中对ABI5进行N端/C端双向缺失突变分析时发现,ABI5中存在着两个可以激活报告基因的区域,一个是位于羧基端的非保守的区域,另一个就是保守区Ⅱ(CRII)。CRII是否在植物细胞中也同样具有转录激活活性?ABI5在ABA信号转导途径中发挥怎样的功能?ABI5的这些功能又是通过和哪些分子相互作用构成了细胞内相互交叉的多样功能与信号网络?该转录因子在植物干旱胁迫响应中发挥怎样的功能?为回答这一系列问题,本研究针对ABI5家族转录因子在植物细胞中激活转录机理进行了深入研究。 本论文的主要研究结果如下: (1)利用pull-down技术初步筛选与ABI5相互作用的蛋白:首先将含有pET32a-ABI5载体的大肠杆菌BL21 Star(DE3)进行IPTG诱导表达、Ni-NTA亲和层析纯化,经串联质谱鉴定纯化后,随后用His Pull-down技术分离拟南芥ABI5转录因子相互作用蛋白质,SDS-PAGE结果显示,实验组与对照组之间未出现差异条带。原因可能是转录因子与转录机器中的某个或某些蛋白因子的相互作用发生在一瞬间,如何捕捉到这一短暂过程,仍需要进行更多的尝试。 (2)利用拟南芥叶肉原生质体瞬间表达系统在植物细胞中分析CRII的转录激活活性。该部分实验是利用本实验室构建的瞬间表达载体(报告基因载体和效应载体),通过酶解法分离拟南芥叶肉原生质体,PEG介导转化原生质体细胞后对其进行GUS活性分析。实验数据显示,CRII在植物细胞中具有转录激活活性,这与先前在酵母细胞中得到的结果一致。另外,该实验中六聚组(报告基因载体含有6个重复的Gal4结合位点)相对于三聚组(报告基因载体含有3个重复的Gal4结合位点),其GUS活性增加了23%。正如我们所期待的,在报告基因中增加Gal4结合位点UASGal1的重复序列可以提高下游报告基因的表达,但是这种活性升高趋势并不与UASGal1的重复数量呈线性关系。 (3)拟南芥ABI5转录因子在植物逆境胁迫中的作用研究。检测ABI5处于活性状态时的作用,尤其是在植物抵抗干旱逆境的作用。本研究缺失了ABI5转录激活抑制区域以及泛素化位点构建了四种基于拟南芥ABI5的、抗干旱/抗盐碱的植物遗传转化载体pMX-1、pMX-2、pMX-3、pMX-4。上述重组载体经DNA测序核实后,导入农杆菌GV3101之后遗传转化拟南芥。目前已获得含有pMX-2、pMX-3、pMX-4 T2代转基因拟南芥。