论文部分内容阅读
钙调素结合转录激活因子（CAMTA）是一类广泛存在于多细胞真核生物中的结构保守的钙调素结合型转录因子。植物CAMTA在生物和非生物胁迫反应中发挥重要的作用。大豆作为一种主要的粮食作物，能够通过根瘤菌和丛枝菌根真菌从土壤中获得氮和磷营养，然而各种环境胁迫是影响大豆产量的主要因素。目前我们还缺乏对大豆CAMTA基因家族的认识。 本研究首先在大豆的基因组中找出所有CAMTA的同源基因，然后分析其上游1.5 kb启动子区域中胁迫相关顺式作用元件的分布，接着通过荧光定量 RT-PCR分析所有大豆 CAMTA基因在根和叶中的表达及其对不同逆境胁迫的响应。我们总共在大豆基因组中找到了15个和拟南芥CAMTA基因高度同源的基因，命名为GmCAMTA1-15。和其他动植物CAMTA一样，所有的GmCAMTA从N端依次排列着一个CG-1 DNA结合结构域、一个TIG（transcription factor immunoglobulin）结构域、ANK重复（ankyrin repeat）结构域、一个Ca2+依赖型CaM结合结构域（Ca2+-dependent CaM binding domain，CaMBD）和串联重复的IQ基序（IQ motif）等功能性结构域。所有GmCAMTA基因在根和叶中都表达。所有GmCAMTA基因在盐胁迫下都被诱导，大部分 GmCAMTA在多种胁迫和激素处理下都被诱导，包括冷胁迫、双氧水、脱落酸、水杨酸和茉莉酸甲酯，而4个GmCAMTA基因（GmCAMTA5、6、7和10）在双氧水的处理下被抑制。GmCAMTA基因家族的启动子区域还包含许多与胁迫相关的顺式作用元件。这些结果表明 GmCAMTA基因家族对各种胁迫和激素信号响应，它们可能在大豆对环境胁迫的抗性中起着重要的作用。考虑到大豆转化体系周期较长又不太成熟，我们在模式植物拟南芥中对可能参与干旱胁迫反应的CAMTA3/SR1进行了初步分析。SR1功能缺失突变体sr1-1和sr1-2与野生型（WT）相比，对干旱的敏感性增加，叶片的失水率也增加，而在sr1-1背景下过量表达SR1（35S::SR1/sr1-1）回复了干旱敏感的表型；过量表达SR1降低了叶片失水率，提高了植物耐旱能力；种子萌发实验表明sr1-1和sr1-2对ABA的敏感性降低，而SR1过表达植物（35S:SR1）对ABA的敏感性增加；在sr1背景下通过敲除PAD4和ICS1阻断sr1水杨酸的积累，发现sr1-1 pad4和sr1-2 ics1双突变体抗干旱能力高于sr1、pad4或ics1，而和WT没有差异，并且这两个双突变体对ABA的敏感性也高于sr1、pad4或ics1，但也高于WT。这些结果表明拟南芥CAMTA3/SR1可能调控SA信号途径与ABA信号途径直接的交互作用从而影响植物的干旱胁迫响应。