ZmBSKs/OsBSKs家族激酶鉴定及OsBSK3功能研究

来源 :黑龙江八一农垦大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ruyang0828
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油菜素内酯(BR)在植物多种生长发育进程中发挥重要作用,本研究主要围绕BR下游调控元件油菜素内酯信号激酶(BSKs)展开,以期解析BSKs基因在玉米和水稻生长发育及逆境胁迫响应中的功能。研究内容包括:①采用生物信息学的方法在玉米和水稻基因组水平鉴定玉米ZmBSKs和水稻OsBSKs基因家族,对基因结构、启动子元件、蛋白质结构和性质、基因表达模式及候选互作蛋白等进行预测;②通过实时荧光定量PCR研究不同激素及逆境处理条件下OsBSKs的表达模式;③利用农杆菌介导法获取OsBSK3超表达拟南芥纯合株系,并对其生物学功能进行分析。主要结果如下:采用生物信息学的方法,在玉米和水稻全基因组水平共分离鉴定出14/6个ZmBSKs/OsBSKs基因,分布在玉米的1、2、4、5、9和水稻的3、4、6、10染色体上,系统进化分为3个亚组。ZmBSKs/OsBSKs编码蛋白包含典型的PKc和TPR结构域,多为亲水性、酸性蛋白,可能与热激蛋白和含CS结构域蛋白互作。ZmBSKs/OsBSKs基因在不同组织器官及生长发育阶段呈现不同的表达模式;基因启动子上含有大量激素和非生物逆境诱导的顺式作用元件,其中激素SA及NaCl诱导相关元件数量最多。实时荧光定量PCR分析发现,OsBSKs基因在SA和白叶枯病菌处理时表达下调,在激素(ABA、JA、GA、BR和IAA)、非生物胁迫(NaCl、低温4℃和紫外UV-B)和生物胁迫(稻瘟病菌和纹枯病菌)处理时,不同基因在不同时间点的表达差异较大,值得注意的是,OsBSK3在BR、IAA和纹枯病菌处理3h时均呈现上调表达。构建OsBSK3超表达载体,利用农杆菌介导法转化拟南芥,共获得OsBSK3超表达拟南芥纯合株系14株。通过对转基因材料功能分析发现,OsBSK3超表达拟南芥在100μMABA、200μM ABA及100mM NaCl处理下萌发率降低;OsBSK3超表达拟南芥幼苗对高温、干旱及病原物侵害胁迫的抗性增强,但耐盐性降低。
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