一个调控拟南芥盐/干旱胁迫响应的基因功能研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:haofei88
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借助已有的基因表达谱分析,发现拟南芥中一个功能未知的基因DRS1被盐和干旱诱导表达。然而,DSR1基因是否在盐和干旱胁迫响应中起重要的作用尚不清楚。   为阐明DSR1基因在耐盐和抗旱中作用,获得了两个T-DNA插入DSR1基因的功能缺失型等位系dsr1-1和dsr1-2,本文研究了拟南芥野生型WT和突变体dsr1-1、dsr1-2对盐和干旱胁迫响应的特征。研究结果如下:   1.在不同浓度的NaCl胁迫条件下,dsr1-1突变体的存活率都明显高于野生型:在175mMNaCl条件下,dsr1-1的存活率比野生型高出40%;在125mM的NaCl条件下,突变体dsr1-1、dsr1-2比野生型WT的发芽率分别高出21.62%和27.03%;竖培实验中在100mM的NaCl条件下,突变体dsr1-1、dsr1-2比野生型WT的根长长1.5cm,突变体鲜重比野生型高4.5mg/5株。表明突变体dsr1-1、dsr1-2的耐盐能力显著高于野生型。   2.盐胁迫相关基因表达的QRT-PCR分析结果也表明,这种耐受性的提高可能与在盐胁迫下突变体dsr1-1、dsr1-2中MYB2/MYC2及其下游靶基因的表达水平提高有关,表明DSR1基因可能通过调控MYB2/MYC2介导的信号转导途径来调节盐胁迫响应。   3.在干旱胁迫条件下,突变体dsr1-1、dsr1-2的存活率显著高于野生型;突变体dsr1-1、dsr1-2对渗透胁迫的耐受性比野生型更强,且突变体体内可溶性总糖和脯氨酸的积累均比野生型高,这表明突变体dsr1-1、dsr1-2比野生型更加耐受干旱胁迫。   4.干旱胁迫相关基因表达的QRT-PCR分析结果表明,突变体dsr1-1、dsr1-2对干旱胁迫的耐受性可能与在干旱胁迫下突变体中脯氨酸合成基因P5CS及一些下游胁迫相关基因的表达水平升高有关。   5.ABA发芽率实验中,在5mM的ABA条件下,突变体dsr1-1、dsr1-2比野生型发芽率分别高出29.73%和32.43%,差异显著;而在ABA竖培实验中根长鲜重表型没有差异,相关胁迫基因的表达也几乎没有差异,说明突变体dsr1-1、dsr1-2的耐盐抗旱性可能与ABA依赖途径有关。   6.在KCl、LiCl胁迫实验中进一步证实了突变体dsr1-1、dsr1-2耐盐性可能与离子平衡机制相关,H2O2耐受又说明DSR1基因也参与了活性氧清除机制的调节,而甘露醇胁迫下的相关基因表达则说明了突变体dsr1-1、dsr1-2高盐及干旱胁迫的主要调节方式是通过渗透调节。   总之,所有这些结果表明,DSR1基因在调控盐和干旱胁迫响应过程中起着重要的作用。  
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