论文部分内容阅读
NAC转录因子是一个植物特有、功能多样性的基因家族，它们在植物生长发育、衰老、激素响应以及生物应答过程中发挥重要的作用。本研究基于对青杄基因PwNACl的研究，找到拟南芥同源基因ANAC018，并对ANAC018的转录活性抑制域研究及ANAC018的功能研究。我们从拟南芥中分离鉴定出ANAC018基因，稳定遗传转化至拟南芥中验证其在植物中的功能。结果显示，在拟南芥中过表达ANAC018可以在红光下改变花期，改变荚果衰老时间，增强拟南芥对干旱和盐胁迫的耐受性，具体结果如下： 1、将青杄PwNACl及拟南芥ANAC018在拟南芥中稳定表达，观察PwNACl及ANAC018的亚细胞定位情况。结果表明，PwNACl及ANAC018主要分布于根尖细胞的细胞核中，这与其作为转录因子在细胞核发挥功能一致，而只转化GFP的对照则在根尖细胞的细胞质和细胞核中均有分布。 2、转录激活实验证实PwNACl及ANAC018在酵母系统中没有转录激活活性，预示PwNACl及ANAC018可能以转录抑制形式发挥作用:酵母单杂交试验验证了PwNACl及ANAC018及其同源蛋白的C端具有转录激活活性，而全长不具有转录激活活性。分别将PwNACl及ANAC018分为9段，通过酵母单杂实验，最终确定转录抑制结构分别存在于PwNACl的126/136氨基酸及ANAC018的128/138氨基酸，抑制了C端转录激活能力。 3、通过系统进化树找到了青杄基因PwNACl拟南芥同源基因ANAC018、ANAC025、ANAC029和ANAC047，酵母双杂交结果表明ANAC018自身不能体外互作，推测其不能形成同源二聚体;但能与ANAC029体外互作，猜测ANAC018可能与ANAC029形成异源二聚体，参与转录激活或行使其他功能。 4、拟南芥组织特异性表达试验中，ANAC018的表达量随着拟南芥的成熟衰老而升高，在多种激素和非生物胁迫处理后发现，ANAC018的表达量可被Eth诱导升高。 5、将ANAC018在拟南芥中过表达，得到的转基因植株与野生型及突变植株进行逆境实验，观察植株对盐及干旱胁迫的响应，并统计数据。结果表明，幼苗阶段，过表达ANAC018通过升高POD及SOD酶活性提高幼苗抗逆性;成苗阶段，过表达ANAC018的抗旱能力较强，而在突变体对非生物胁迫的敏感性较高;在高盐处理下，过表达植株成活率明显高于突变体。 6、拟南芥中过表达ANAC018可以使植株在衰老过程中相关基因表达量降低，特别是SAGs基因下降特别明显，推测过表达ANAC018通过调控拟南芥衰老相关基因SAG12、SAG18、SAG20、SEN4表达量下降来延缓荚果的衰老;进一步实验，将不同植株的离体叶片在3μMABA溶液中培养3天的环境后，过表达植株叶片衰老程度低于突变体。推测，过表达ANAC018调控衰老属于ABA依赖型。 7、红光照射实验结果表明，过表达拟南芥开花时间较野生型及突变体晚。过表达ANAC018可以升高植株抑制开花基因FLC的表达，降低促进开花基因SOCl、FT表达。推测ANAC018参与了植物光形态建成，从而影响植物的开花时间。