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CBL是植物钙信号途径中Ca2+的结合蛋白,目前研究表明CBL在植物的抗逆过程中起重要作用。CBL在拟南芥中有10个成员,在水稻中有10个成员,在杨树中有11个成员,在玉米中至少有9个成员。CBL的基因结构非常保守,绝大部分CBL基因都有7-8个内含子,并且绝大部分内含子在编码区的位置都是相对固定的。CBL的蛋白结构也很保守,都含有四个EF-hand结构域,并且相邻EF-hand结构域的距离在基因进化过程中保持恒定。然而,这种保守的基因结构也不是一成不变的,CBL基因的可变剪接是普遍存在的,可变剪接的作用还有待进一步探讨。通过系统进化分析,拟南芥、水稻、杨树和玉米的CBL基因可以分成四组,每组中都含有拟南芥等四个物种相应的CBL基因成员,这表明在单双子叶植物分化之前已经存在至少四个CBL基因成员。然后,我们又收集了苔藓、绿藻和裸子植物中的CBL基因,探讨CBL基因在植物中的进化。
拟南芥的芯片表达数据和水稻的MPSS表达数据表明CBL有组织特异性表达,并且受到非生物逆境胁迫的诱导。进一步通过Real-timePCR的方法研究了玉米CBL基因在干旱、冷害、高盐等非生物逆境处理下的表达情况。ZmCBL5基因在这三种逆境下都被诱导上调到很高的倍数,ZmCBL2-2、ZmCBL3和ZmCBL8被冷害和高盐两种逆境胁迫所诱导。这些实验结果进一步验证了CBL作用网络的复杂性,同时也为我们今后研究玉米CBL基因的生物学功能提供了基础和候选基因。
通过对现有的基因表达数据的分析,玉米和拟南芥在非生物逆境下CBL的表达并没有表现出组内特异性,CBL基因的进化与基因在逆境下的表达没有必然的联系。
同时我们选取两个玉米CBL基因(ZmCBL2-1和ZmCBL6),通过转基因的方法对他们的生物学功能进行了初步的研究。获得ZmCBL2-1转基因拟南芥阳性株系的纯合体后,在不同的逆境处理下都没有观察到与野生型拟南芥有明显的差异。