【摘 要】
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海藻糖（Trehalose）是由一个葡萄糖苷键连接两个葡萄糖分子而构成的非还原性双糖,其特殊的理化特性使其成为一种特殊的糖分子。与其它糖类相比,它具有稳定性高、吸湿性能力强并具有一定的渗透能力。海藻糖-6-磷酸合成酶（Trehalose-6-phosphate Synthase,TPS）催化UDP-葡萄糖与葡萄糖-6-磷酸反应生成6-磷酸海藻糖,6-磷酸海藻糖进一步被海藻糖-6-磷酸磷酸酶（Tre
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海藻糖（Trehalose）是由一个葡萄糖苷键连接两个葡萄糖分子而构成的非还原性双糖,其特殊的理化特性使其成为一种特殊的糖分子。与其它糖类相比,它具有稳定性高、吸湿性能力强并具有一定的渗透能力。海藻糖-6-磷酸合成酶（Trehalose-6-phosphate Synthase,TPS）催化UDP-葡萄糖与葡萄糖-6-磷酸反应生成6-磷酸海藻糖,6-磷酸海藻糖进一步被海藻糖-6-磷酸磷酸酶（Trehalose-6-phosphate Phosphatase,TPP）脱磷酸生成海藻糖。拟南芥TPP基因家族共有10个基因成员,之前的研究发现将水稻TPP1基因转化玉米可以显著提高玉米的产量。本研究通过生物信息学分析,发现水稻TPP1基因与拟南芥TPP基因家族中的TPPF有较高的同源性,我们克隆该基因并且转染拟南芥,得到了高表达的转基因纯合体（TPPF-OE lines）,利用土壤干旱实验验证其抗旱功能,并且通过逆境标记基因荧光定量实验等初步揭示了调节TPPF基因的机制,希望能为农作物的抗旱机制研究和分子育种提供参考。（1）本实验通过过表达拟南芥TPPF基因,进行土壤干旱实验,失水速率实验等发现,过表达TPPF-OE株系能显著提高植物的抗旱能力,然而离体叶片失水速率没有显著差异。（2）在干旱条件下,过表达TPPF-OE植株具有较低的离子渗透率。同时还测定了植物海藻糖的含量,过表达TPPF-OE植株具有更高的海藻糖浓度,说明过表达TPPF-OE基因能够增加植物体内海藻糖含量,从而调节细胞内外的渗透压,保护细胞膜的完整性,减少干旱胁迫对植株细胞的破坏,提高植株的抗旱能力。（3）通过标记基因进行qRT-PCR实验,筛选到DREB1A基因可能是拟南芥TPPF的上游调控基因。通过对TPPF基因上游2kb处进行生物信息学分析,分析结果显示,在2kb内包含有一个DREB1A特异结合的核心序列,更进一步说明DREB1A是TPPF的上游调节因子,但进一步确定还需要实验来证实;然而DREB1A基因所在的通路是非ABA依赖的干旱响应途径,这与上述离体叶片失水速率实验所得的结果相互印证。
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