麻疯树三个AP2/ERF基因及水稻WRI1基因的功能研究

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AP2/ERF转录因子家族在调节植物的生长发育、形态建成、物质代谢、生物和非生物胁迫响应等方面起着重要的作用。本研究对麻疯树JcERF035,JcERF01J和JcWRI1L和水稻的OsWRI1等AP2/ERF家族基因的功能进行了研究。结果如下:  1.表达分析表明,麻疯树中JcERF035在叶片中的表达水平最高;在盐和磷饥饿胁迫条件下,JcERF035在麻疯树叶片中的表达水平下降。在正常磷和缺磷条件下,过表达JcERF035增加了转基因拟南芥根毛的长度和数量,降低了侧根的数目。缺磷条件下,过表达JcERF035降低了拟南芥幼苗和成苗花青素含量,降低了其叶片花青素合成及其调控途径基因、部分磷胁迫响应基因的表达水平,但是地上部分磷的含量与野生型相比没有显著性差异。此外,过表达JcERF035增加了转基因拟南芥对盐胁迫的敏感性。但是在水稻中,过表达JcERF035降低了水稻株高和根长。外源赤霉素(100μM GA3)能够恢复地上部尤其是叶鞘的长度。在过表达JcERF035植株中,赤霉素合成相关基因OsGA20ox1,OsGA20ox2和OsGA3ox2的表达水平显著性低于野生型。  2.表达分析表明,JcERF011在麻疯树根中表达最高;在盐胁迫条件下,JcERF011在麻疯树根中表达水平下降。在拟南芥中,过表达JcERF011抑制了植株的生长,不能获得任何转基因株系种子。在水稻中过表达JcERF011增加了转基因水稻对盐胁迫敏感性。在盐胁迫条件下,过表达JcERF011转基因株系叶片电导率显著性的高于野生型;OsRab16A,OsHKT1;5,OsHKT1;1,OsAPX2,OsGR3,OsDREB1A,OsDREB2A和SNAC1等盐胁迫相关基因的表达量在转基因株系中显著性低于野生型。  3.组织表达分析表明,JcWRI1L主要在麻疯树种子中表达,并且在授粉后35天胚乳中表达量最高。在水稻中过表达JcWRI1L增加了水稻胚乳和叶片含油量,然而千粒重没有明显的改变。过表达JcWRI1L增加了水稻叶片和胚乳中油的含量,脂肪酸组份也有所改变,糖酵解和脂肪酸合成途径相关基因表达水平增加。  4.在水稻中,OsWRI1主要在根,幼穗和胚中表达。OsAgpS1a启动子启动表达OsWRI1降低了转基因水稻株高、旗叶和倒第二片叶的长度,旗叶白化,推迟了水稻开花时间。同野生型相比,转基因株系种子千粒重下降,但是结实率没有发生明显的改变。叶片和胚乳中油的含量增加,脂肪酸组份有所改变,糖酵解和脂肪酸合成途径相关基因表达水平增加。
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