锌指蛋白SRZ1调控水稻非生物胁迫响应的初步研究
Preliminary Study on Zinc Finger Protein SRZ1 in the Regulation of Stress Response in Rice (Oryza Sativa L.)
低温、干旱和高盐等非生物胁迫对农作物的生长具有较大的影响.提高作物品种在逆境条件下的适应能力是实现作物高产、稳产的保证.了解作物在非生物胁迫的响应机制,挖掘抗逆关键基因是培养抗逆作物的基础.本实验室前期克隆了一个水稻C2C2型锌指蛋白基因SRZ1(Stress RepressiveZinc Finger 1),该基因的表达受低温、高盐、干旱等多种非生物胁迫的负调节,然而其在水稻非生物胁迫应答反应中的作用机制尚不清楚.本研究主要以锌指蛋白SRZ1转基因植株的根长为线索,利用植物形态学、分子生物学等方法,对水稻C2C2型锌指蛋白SRZ1调控水稻非生物胁迫响应做了初步研究.取得的主要实验结果如下:1、耐逆性鉴定结果表明过量表达SRZ1的水稻转基因植株提高了耐旱性,但耐盐性明显降低;相反,抑制表达SRZ1的转基因水稻耐旱性下降而耐盐性提高.2、水稻SRZ1RNAi抑制转基因植株的发芽率在正常条件和ABA处理条件下,均高于野生型WT和过量表达转基因植株,表现为对ABA更加钝感.在正常条件和ABA处理条件下,根长的统计结果也是SRZ1RNAi抑制转基因植株的根长于野生型WT和过表达转基因植株.3、利用酶联免疫吸附测定法(ELISA),测得水稻SRZ1过量表达转基因植株和RNAi抑制转基因植株的内源ABA、IAA含量.结果表明,SRZ1RNAi抑制转基因植株的IAA含量高于野生型WT和过量表达转基因植株体的IAA含量,过量表达转基因植株的ABA含量高于野生型WT和干涉抑制转基因植株的ABA含量.转基因植株内源激素含量的不同可能是导致RNAi抑制转基因植株根长变化的原因.4、结合对植物激素ABA和IAA信号通路上相关基因的研究,在SRZ1转基因植株体内检測了 ABA、IAA合成和信号转导相关基因,结果表明SRZ1过量表达转基因植株内ABA合成相关基因OsNCED3的表达量极显著的增高,ABA信号转导途径中起关键作用的蛋白磷酸酶基因OsPP2C的表达量也显著提高,而其他ABA相关基因OsVP1和OsZEP的表达量则较野生型水稻显著降低.SRZ1 NAi抑制转基因植株内IAA合成相关基因OsABP1的表达量显著升高.5、ABL1转录因子是植物ABA信号的负调控因子.本研究利用盐处理条件下的水稻.abll突变体,分析了SRZ1基因的表达是否与ABA信号通路有关.利用荧光定量PCR检测了在盐处理的abl1突变体中SRZ1的表达量,发现SRZ1表达显著升高,其盐胁迫下的表达量下降被ABL1的突变所抑制.据此推断,ABL1是SRZ1基因表达的负调控因子.6、利用酵母双杂交的方法,在盐诱导的水稻cDNA酵母表达文库中,以pGBKT7-SRZ1为"诱饵"蛋白筛选与之相互作用的互作蛋白.结果表明,锌指蛋白SRZ1能够与干旱相关蛋白Di19和光合作用相关蛋白RubisCO大亚基互作,并用双分子荧光互补实验BiFC在烟草体内验证了互作蛋白与SRZ1之间的互作.
- 作者：
- 穆融
- 学位授予单位：
- 南京农业大学
- 专业名称：
- 作物遗传育种
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2015年
- 导师姓名：
- 黄骥
- 中图分类号：
- S511
- 关键词：
- 水稻；锌指蛋白；非生物胁迫；根长；ABA
- rice; zinc finger protein; abiotic stress; root growth; ABA;