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黄花苜蓿(1Medicago falcalta L.)是一种重要的豆科牧草,具有抗寒、抗旱的特点。从本实验室构建的“黄花苜蓿冷诱导基因缩减杂交文库”里筛选出编码乙烯响应元件结合蛋白基因(MfEREBP)和一些与糖代谢相关的基因,包括编码肌醇半乳糖苷合成酶(MfGAS)、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(MfAGP)、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(MfUGP)、蔗糖合酶(MfSuS)、蔗糖磷酸合成酶(MfSPS)、β-淀粉酶(MfBMY)、淀粉合酶(MfSS)的基因,通过Northern杂交技术,分析这些基因在温度、盐、脱水胁迫和ABA处理条件下的表达规律,同时还探讨了这些基因分别在紫花苜蓿中的同源基因在低温下的表达规律。本研究中还克隆出黄花苜蓿MfEREBP和MfGAS基因全长,构建了pBI-MfEREBP过量表达载体和pYLRNAi-MfEREBP干涉载体。pBI-MfEREBP通过农杆菌介导转化烟草并得到转基因植株,为进一步对MfEREBP基因进行功能研究奠定了基础。主要研究结果如下:
1、黄花苜蓿MfERBP和MfGAS基因的克隆设计特异引物,通过RT-PCR从冷诱导处理的黄花苜蓿cDNA中克隆得到MfEREBP基因和MfGAS基因。克隆得到的MfEREBP长1350bp,开放阅读框1149bp,编码382个氨基酸的蛋白;克隆得到的MfGAS长1346 bp,开放阅读框975 bp,编码325个氨基酸的蛋白。
2、构建pBI-MfEREBP超表达载体和转化烟草分析构建pBI-MfEREBP超表达载体,通过农杆菌介导转化烟草,转基因植株经过PCR和Southern检测,结果表明MfEREBP基因插入了烟草基因组中。过表达MfEREBP基因对烟草的生理功能的影响还有待深入研究。
3、构建pYLRNAi-MfEREBP干涉载体构建pYLRNAi-MfEREBP干涉载体,己转化农杆菌。有待进一步转化苜蓿,再对其功能进行研究。
4、MfEREBP基因的表达分析Northem杂交结果表明,在正常生长条件下,MfEREBP在一天内表达量变化很少,低温胁迫后,黄花苜蓿、二级秋眠型和八级秋眠型紫花苜蓿的EREBP基因均被诱导表达,并且黄花苜蓿受诱导表达持续的时间比紫花苜蓿长。盐和高温处理轻微抑制MfEREBP的表达,脱水和ABA处理对MfeREBP的表达没有明显影响。
5、糖代谢相关的一些基因的表达分析正常条件下,黄花苜蓿中MfGAS、MfSS、MfUGP、MfBMY、Mfsps、MfSuS表达在一天内没有明显变化,MfAGP的表达存在内生节奏性变化,在中午和晚上表达量比上午和下午高。冷诱导条件下,以上7个基因在黄花苜蓿和紫花苜蓿中都被强烈诱导表达,并且在黄花苜蓿中受诱导表达持续的时间比紫花苜蓿长,说明这些基因与黄花苜蓿的抗寒性密切相关。MfGAS在脱水、盐和ABA处理下都没有被诱导表达,在高温胁迫下被微量诱导表达。MfAGP在脱水、高温处理下表达受到轻微抑制,盐和ABA处理下表达没有明显变化。MfSS在脱水、高温和ABA处理下都没有明显表达,盐处理24和48 h有微量表达。MfBMY在盐、高温和ABA处理下都没有表达,脱水处理2h有微量表达。MfUGP、MfSPS、MfSuS基因的表达量在以上胁迫处理下都没有明显变化。以上7个基因在高温、脱水、盐和ABA处理下表达量变化很少。