【摘 要】
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ABA（Abscisic acid,ABA）作为植物中最重要的激素之一,其信号通路在植物应答逆境胁迫过程中起到了很重要的作用。在ABA信号转导通路中,ABA受体PYR/PYL/PCAR家族处于该信号通路的最上游,通过与ABA结合来抑制蛋白磷酸酶PP2C（PP2C-type protein phosphatases）的去磷酸化,使 SnRK2（sucrose nonfermenting-1-rela
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ABA（Abscisic acid,ABA）作为植物中最重要的激素之一,其信号通路在植物应答逆境胁迫过程中起到了很重要的作用。在ABA信号转导通路中,ABA受体PYR/PYL/PCAR家族处于该信号通路的最上游,通过与ABA结合来抑制蛋白磷酸酶PP2C（PP2C-type protein phosphatases）的去磷酸化,使 SnRK2（sucrose nonfermenting-1-related protein kinases）发生磷酸化,进而激活下游各转录因子的磷酸化来调节ABA信号应答通路,应对各种胁迫应答反应。为了研究NtPYL-Like的生物学功能,在本研究中我们克隆了烟草NtPYL-Like基因,研究了不同激素及胁迫处理下NtPYL-Like及相关基因的表达,初步分析了 NtPYL-Like在烟草中的功能,为NtPYL-Like介导的胁迫应答机制提供了一些基础资料。主要的研究结果有以下几个方面:1、采用RT-PCR和RACE-PCR方法从栽培烟草Nicotiana tabacum K326中获得了NtPYL-Like的全长cDNA序列,其序列全长为1992 bp,编码663个氨基酸。此外栽培烟草中存在两种的类型的NtPYL-Like,分别命名为NtPYL-Like-1和NtPYL-Like-2（GenBank登录号:MH174934和MH174935）,二者的核苷酸相似性为92.2%,氨基酸相似性为94.4%。功能域预测发现该蛋白的N端包含了一个START/Bet v1超家族功能域,该功能域广泛存在于植物ABA受体家族PYR/PYL/PCAR中。进化分析发现NtPYL-Like-1和NtPYL-Like-2分别来自林烟草（N.sylvestris）和绒毛状烟草（N.tomentosiformis）,并且与茄科的相似性较高。对其蛋白质大小、等电点等进行分析发现该蛋白分子量比PYR/PYL/PCAR家族的其他蛋白较大,推测克隆的NtPYL-Like可能是PYR/PYL/PCAR家族的一个新成员。2、采用定量qRT-PCR方法分析了不同组织器官和激素处理下NtPYL-Like的基因表达情况。结果发现NtPYL-Like在不同组织器官中都有表达,且NtPYL-Like-1的表达量高于NtPYL-Like-2,表明NtPYL-Like-1在烟草中是优势表达基因。分别用水杨酸（Salicylic acid,SA）、吲哚乙酸（Indole-3-acetic acid,IAA）、脱落酸（Abscisic acid,ABA）和茉莉酸甲酯（Methyl Jasmonate,MeJA）激素处理烟草K326幼苗,基因表达结果表明IAA、SA和GA可以激活NtPYL-Like基因的表达,MeJA、ABA抑制了NtPYL-Like基因的表达。干旱和冷害胁迫处理结果发现冷害可以诱导NtPYL-Like基因的表达,干旱能抑制NtPYL-Like基因的表达。3、为了进一步深入研究NtPYL-Like的功能,本研究构建了遗传转化载体pCAMBIA-NPT-NtPYL-Like,采用用农杆菌侵染法转化烟草植株,获得了 NtPYL-Like转基因烟草植株并进行了鉴定,同时对转基因植株与对照植株pCMBIA-NPT-35S-GUS中的NtPYL-Like基因及ABA信号转导通路中的相关基因进行定量表达分析。结果发现,NtPYL-Like基因的过表达激活了 PP2C和SnRK2基因的表达。对转基因植株中的激素含量进行测定发现转基因植株中ABA激素的含量升高,MeJA激素的含量下降,推测NtPYL-Like基因可能参与了 ABA和MeJA两种激素的信号转导通路之间的串扰。
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