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真核生物中,核小体为染色体的结构单位,它是由DNA和组蛋白组成。组蛋白存在于染色质中,为碱性蛋白质,在细胞核中起到着重要的作用。近些年蛋白质修饰成为研究的热点,包括甲基化、糖基化和乙酰化等。其中组蛋白乙酰化修饰目前研究较少,它是由组蛋白乙酰化转移酶催化完成,与之相关的还有组蛋白去乙酰化酶来介导组蛋白实现去乙酰化,二者通过影响细胞内的转录过程对染色体的结构修饰以及基因的表达调控发挥重要作用,处于动态平衡。所有真核生物中都有组蛋白去乙酰化酶,它可以使细胞转录不能正常进行,从而对染色体结构修饰和基因的表达调控发挥重要的作用,但具体在植物的生长发育中起到什么样的作用我们还不是很清楚,这也正是本试验研究的重点。 组蛋白去乙酰化酶分为RPD3/HDA1、HD2和SIR2三个亚家族,本试验的OsSRT1(登录号Ak069000.1)基因是水稻中与SIR2同源的基因,本试验使用带有目的基因OsSRT1的工程菌株,以根瘤农杆菌介导法侵染拟南芥和水稻,培育OsSRT1超表达拟南芥和水稻植株。对水稻愈伤组织进行了侵染转化,对侵染的愈伤组织进行筛选,完成再生分化,最终分化成苗。提取了转基因水稻的总RNA,通过RT-PCR筛选最终得到转基因水稻植株。为了研究OsSRT1基因的功能以及与胁迫的关系,本试验选取T2-OsSRT1-16品系超表达拟南芥以及OsSRT1同源区干扰拟南芥(Ossrt1-1,Ossrt-2)的生理生化数据进行对比,揭示水稻中该基因的功能。从而了解目的基因在植物胁迫中的作用机理,对胁迫下提高植物抗逆能力具有重要的科学意义。 遗传表现结果如下,超表达拟南芥T2-OsSRT1-16和T2-Ossrt1拟南芥的生长状况存在很大差异,正常条件培养时,T2-OsSRT1-16拟南芥对比其他三组生长状况最好,叶片较大,根系较为发达,而T2-Ossrt1拟南芥则生长状况最差,表现为茎叶较小颜色偏黄绿色,根系较短,在逆境条件下,NaCl浓度为100mmol/L时差异明显,T2-OsSRT1-16拟南芥的鲜重和根长都明显高于T2-Ossrt1拟南芥和对照组拟南芥,NaHCO3浓度为10 mmol/L时根长和鲜重差异明显,T2-OsSRT1-16拟南芥>对照组拟南芥>T2-Ossrt1拟南芥。 采用NaCl和NaHCO3做代表来测定T2-OsSRT1-16拟南芥和T2-Ossrt1拟南芥在逆境条件下的生理表现。分别测定了了每个浓度下拟南芥的脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、电导率、叶绿素以及过氧化氢酶活性,结果显示,在NaCl和NaHCO3胁迫下,转OsSRT1基因超表达的拟南芥的生理生化指标要优于对照组和RNAi拟南芥。 经过对水稻成熟胚愈伤组织再生方法的研究,诱导出水稻愈伤组织并且成功筛选分化成苗,得到转基因水稻T0-OsSRT1,提取水稻总RNA利用RT-RCR法对水稻进行转基因分子检测,结果显示OsSRT1基因成功整合到水稻中,可以进行正常的转录。选取表现比较强的T0-OsSRT1-2品系转基因水稻和对照组水稻进行了盐碱胁迫,NaCl和NaHCO3胁迫下,T0-OsSRT1-2组水稻脯氨酸含量和过氧化氢酶活性在3天到7天期间有明显的升高,并且升高速度明显优于对照组。T0-OsSRT1-2水稻的升高速度明显高于对照组。 通过本文研究,对OsSRT1转基因拟南芥和水稻与对照组以及RNAi植株遗传表现和生理表现的对比,更清楚了OsSRT1基因的功能和转OsSRT1基因遗传后代与外界胁迫的关系,从而了解目的基因在植物胁迫中的作用机理,对胁迫下提高植物抗逆能力具有重要的科学意义。