玉米ZmSTP1和ZmAAP2基因启动子区域结合蛋白的检测

【目的】植物特异性转录因子NLPs(NIN-like proteins)是硝酸盐响应顺式元件(NRE)的结合蛋白,在硝酸盐调控的下游基因表达中起转录激活作用。玉米转运蛋白ZmSTP1和ZmAAP2在植物碳氮产物的运输和卸载过程中发挥作用,且基因启动子区域均含有一个硝酸盐响应顺式元件。本研究旨在证实玉米ZmNLPs家族成员ZmNLP3、ZmNLP4是否为ZmSTP1和ZmAAP2基因启动子中NRE的结合蛋白。【方法】以玉米B73为试验材料,首次利用酵母单杂交技术检测ZmNLP3、ZmNLP4转录因子分别与ZmSTP1和ZmAAP2基因启动子区域的相互作用。【结果】在线预测网站Plantcare对ZmSTP1和ZmAAP2基因转录起始位点上游2000 bp序列分析表明,位于2个基因转录起始点上游-577~-589 bp和-909~-921 bp区域均包含一个序列长12 bp的NRE元件,结构分别为5′-ATTTAATACTCA-3′和5′-ATATATAAGTCA-3′;诱饵菌株AbAr基因表达检测显示,能抑制诱饵菌株Y1H(pAbAi-ZmSTP1)和Y1H(pAbAi-ZmAAP2)本底表达的最低AbA浓度均为200 ng/mL;将pGADT7-ZmNLP3/4分别转化Y1H(pAbAi-ZmSTP1)和Y1H(pAbAi-ZmAAP2)菌株后,在对照培养基(SD/-Leu)和含AbA浓度为200 ng/mL的筛选培养基中Y1H[(pAbAi-ZmSTP1)/(pGADT7-ZmNLP3)]、Y1H[(pAbAi-ZmSTP1)/(pGADT7-ZmNLP4)]、Y1H[(pAbAi-ZmAAP2)/(pGADT7-ZmNLP3)]、Y1H[(pAbAi-ZmAAP2)/(pGADT7-ZmNLP4)]菌株均能正常生长。【结论】玉米转录因子ZmNLP3、ZmNLP4均能与ZmSTP1和ZmAAP2基因启动子区域相互作用,是靶基因ZmSTP1和ZmAAP2启动子区域NRE的结合蛋白。本研究为深入了解ZmNLPs家族成员参与的硝酸盐信号响应提供理论基础,也为玉米增产和氮素增效提供分子标记和理论依据。