野生大豆AP2/RAV亚家族转录因子GsRAV3负调控拟南芥对ABA的敏感性

RAV亚家族蛋白包括1个AP2DNA结合域和1个B3DNA结合域。研究表明,GsRAV3是植物响应碱和ABA胁迫的重要调节因子。在碱和ABA处理下,野生大豆根系GsRAV3基因被诱导上调表达。与野生型相比,超量表达野生大豆GsRAV3的拟南芥在ABA胁迫下种子萌发状况和幼苗鲜重指标表现良好,对ABA敏感性降低。进一步研究表明,GsRAV3基因超量表达显著影响ABA合成和应答相关基因表达量。此外,GsRAV3定位于植物细胞核中,但在酵母细胞中未表现出明显的转录激活活性。综上所述,GsRAV3可能通过影响ABA合成及应答相关基因转录水平降低植物对外源ABA敏感性,表明GsRAV3在种子萌发和幼苗早期ABA信号传递过程中发挥重要作用。

转GsERF71基因苜蓿的培育及耐碱性

基于东北农业大学农业生物功能基因重点实验室前期野生大豆(Glycine soja)碱胁迫转录组数据,从中获得碱胁迫应答基因GsERF71,选用USER载体构建GsERF71植物超量表达载体,利用农杆菌介导的子叶节侵染法转化紫花苜蓿(Medicago savita),最终得到69株抗性植株;其中13株通过PCR检测为阳性植株。Southern blot检测获得2株阳性植株,RT-PCR检测发现,这2个株系均为阳性,说明GsERF71已成功整合至苜蓿基因组并能在转录水平上有表达。对非转基因和转基因株系对野生型和转基因株系进行扦插扩繁,分别用0、100、150mmol·L-1 NaHCO3的营养液处理转基因植株14d,进行耐碱性形态指标及生理指标的分析,包括株高、根长和脯氨酸含量、相对质膜透性、丙二醛叶绿素含量、过氧化物酶活性的分析。结果表明,非转基因植株的相对质膜透性和丙二醛含量显著高于转基因苜蓿(P<0.05),而叶绿素含量、株高、根长、脯氨酸含量以及过氧化物酶活性显著低于转基因苜蓿(P<0.05)。因此,GsERF71基因的超量表达提高了苜蓿的耐碱能力。

水稻CRF基因家族的鉴定与表达模式分析

细胞分裂素响应因子(cytokinin response factors,CRFs)作为植物特有的转录因子,在生长发育调控、激素信号通路以及胁迫应答过程中发挥着重要作用。本研究以拟南芥12个AtCRF蛋白序列为基础,通过BLAST比对,从水稻基因组中鉴定出9个CRF基因,分布于7条染色体上。利用各种在线网站和本地软件,对水稻CRF家族蛋白的保守结构域、理化性质、二级结构以及系统进化关系进行全面的解析。同时,也分析了OsCRF基因的外显子-内含子结构和启动子区顺式作用元件。结果发现,水稻CRF基因的启动子中含有大量与植物激素响应和非生物胁迫应答相关的元件。时空表达模式分析显示,4个OsCRF基因在各器官中表达量均比较低,而另外5个则高表达于水稻的叶片、花序或种子等部位。基因芯片数据表明,OsCRFs不同程度地受到脱落酸(abscisic acid,ABA)、生长素(auxin)、细胞分裂素(cytokinin,CK)以及茉莉酸(jasmonic acid,JA)的调控作用。通过分析转录组测序数据,研究还发现,OsCRF基因主要参与水稻的温度(低温及高温)胁迫应答,部分基因还参与了干旱胁迫响应,但几乎所有的基因都不响应盐胁迫。本研究为进一步解析水稻CRF家族基因的生物学功能提供了依据。