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好好芭(Simmondsia chinensis(Link)Schneider)是原产于北美索诺兰沙漠的一种雌雄异株的多年生常绿灌木,具有极强的抗旱、耐瘠薄以及耐高温特性。本实验室通过失水胁迫,得到好好芭干旱诱导SSH文库,获得了386个好好芭干旱诱导特异表达基因的EST,并克隆其中与干旱胁迫相关的重要基因。本实验旨在研究干旱胁迫下抑制消减杂交获得诸多高表达基因中的一种水通道蛋白ScPIP1(plasma membrane intrinsic proteins)基因,对于植物在抗旱过程中的作用。
ScPIP1基因是一种水通道蛋白(Aquaporins AQP)普遍存在生物体中,大部分基因在两个以上组织中表达,在几乎所有的根细胞中都发现了水通道蛋白。在正常无胁迫的条件下,植物能够保持体内的水分平衡,导管和保卫细胞是水分在体内运输以及和外界交换的主要承载体。水通道蛋白在干旱胁迫下能够调节膜的传导率并加强水分渗透性,而且水通道蛋白的表达与活性受到干旱的调节。干旱能诱导水通道蛋白基因表达,使其在脱水和ABA的胁迫下积累,在干旱胁迫下,除了能够调节膜的传导率并加强水分渗透性,更为重要的可能,还在于水通道蛋白在干旱胁迫信号传导中起到重要作用。
本文通过抗性筛选获得了转好好芭ScPIP1基因两个纯系转基因烟草株系,L2株系和L5株系。并研究比较了不同转基因株系与野生型烟草在种子萌发力、气孔密度与开度、干旱胁迫下的生理指标等方面的差异。为了进一步揭示转基因L2株系和L5株系在形态结构与生理水平上形成差异的原因,本实验研究了转基因株系中外源基因好好芭ScPIP1基因的插入位点,以及L2株系和L5株系外源基因的拷贝数的差异,为阐述PIP1基因在植物抗旱中的作用机理奠定基础。