拟南芥锌指蛋白ZAT18参与响应干旱胁迫机制的研究

发布时间：2017-12-24 00:23

  本文关键词：拟南芥锌指蛋白ZAT18参与响应干旱胁迫机制的研究　出处：《中国科学院武汉植物园》2017年博士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：环境胁迫作为全球性威胁,影响着植物的生长和繁殖,这些胁迫主要包括干旱、炎热、霜冻、盐碱和病虫害等。其中,干旱对植物的损害在所有非生物胁迫中占据首位。转录因子在不同胁迫中发挥非常最要的作用,锌指蛋白属于TFⅢ型转录因子,通过调控下游胁迫响应基因使植物适应逆境。本研究以野生型和转基因ZAT18为材料,研究种子萌发及幼苗在干旱胁迫下的表型,通过RNA-seq数据初步探究ZAT18转录因子在干旱胁迫下干旱响应的候选基因,研究结果如下:(1)表达分析发现,转录因子ZAT18定位于细胞核中,受多种非生物胁迫的诱导表达,其中干旱和盐胁迫较为明显。ZAT18基因在植物的茎秆、荚果和叶片中大量表达,在子叶、下胚轴和根部有少量表达。(2)比较分析了转基因ZAT18植株和野生型Col的种子在盐胁迫和渗透胁迫下的萌发情况。在正常条件下,发现两个转基因株系的萌发率和野生型相比无明显差别。但在125mM和150mMNaCl以及200 mM和300 mM甘露醇的条件下,转基因植株的萌发率和子叶变绿值均显著高于野生型。(3)通过对野生型和转基因株系进行蛭石模拟土壤干旱胁迫实验,发现转基因株系表现出抗旱的表型。与野生型相比,转基因株系具有更高的叶片含水量、POD和CAT的活性,较低的叶片失水率、电导率、丙二醛和H202的含量。同时突变体则表现出对干旱轻度敏感的表型,说明在干旱胁迫中ZAT18起到正调控的作用。(4)RNA-seq数据分析发现,在干旱胁迫前后,受ZAT18调控的基因分别有423和561个。途径富集分析表明,ZAT18在激素代谢、胁迫和信号中大量富集。推测干旱胁迫响应的基因包括COR47,ERD7,LEA6,RAS1以及激素信号转导相关的基因包括JAZ7和PYL5,可能作为ZAT18的候选靶基因参与干旱胁迫的响应。
【学位授予单位】：中国科学院武汉植物园
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：Q945.78
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本文编号：1326112