茶树抗寒基因CsCBF1与CsICE1低温下的表达分析

为探明茶树抗寒转录因子基因CsCBF1与CsICE1的表达特性,以茶树幼苗为试验材料,根据其他已知植物的抗寒转录因子基因CBF1与ICE1序列,通过同源克隆法获得茶树中相对应的同源基因CsCBF1与CsICE1的保守区域,长度分别为456 bp与643 bp,经比对确定为CBF与ICE转录因子家族基因中CsCBF1与CsICE1型基因,因此命名为CsCBF1与CsICE1。荧光定量PCR分析CsCBF1与CsICE1基因在冷胁迫条件下的表达情况,发现其在4℃处理8 h时表达量最高;在茶树叶片中表达量显著高于根、茎、花。低温下CsCBF1与CsICE1基因表达显著增加,并且在抗寒性较强的种质(0306I和黄旦)中的表达显著高于抗寒性相对较弱的种质(0306F和0306D)。本研究结果为进一步探究CsCBF1与CsICE1基因在茶树耐低温胁迫过程中基因表达的调控机制奠定了基础。

茶树CsCBF1基因表达载体的构建及其转基因烟草的抗寒性分析

【目的】通过转基因烟草验证茶树CsCBF1基因抗寒性功能,为发掘、筛选茶树重要功能基因提供理论依据。【方法】利用根癌农杆菌介导法将构建的表达载体pBI121-CsCBF1导入烟草,通过PCR、RT-PCR和GUS活性染色鉴定外源CsCBF1基因是否导入并整合到烟草基因组上转录表达。然后将转pBI121-CsCBF1型、转pBI121型和野生型烟草分别置于25,4和0℃下处理48h后,检测其膜质通透性、丙二醛(MDA)含量和叶绿素荧光参数Fv/Fm,并将0℃处理3d的转pBI121-CsCBF1型和野生型烟草置于25℃下培养1周后观测恢复表型和统计死亡率。【结果】成功构建表达载体pBI121-CsCBF1,PCR、RT-PCR和GUS活性染色证明,CsCBF1已整合到烟草基因组中并转录表达。25℃处理下,转pBI121-CsCBF1型、转pBI121型和野生型烟草的膜质通透性、丙二醛含量和Fv/Fm均无显著差异,而在4和0℃处理下,转pBI121-CsCBF1型烟草的膜质通透性和丙二醛含量均显著低于转pBI121型和野生型烟草,但Fv/Fm显著高于转pBI121型和野生型烟草。生长恢复试验中,转pBI121-CsCBF1型的存活率为66.7%,而野生型仅为23.3%。【结论】茶树CsCBF1基因能够显著增强非低温驯化植物烟草的抗寒性,说明茶树CsCBF1基因存在于细胞抗寒的分子调控途径中,从而提高植物细胞的低温防御能力。