【摘 要】
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近年来全球气候恶化严重影响植物的品质和产量。为适应不良环境,植物在长期的进化过程中,逐渐形成了对各种胁迫的应激反应。包括激素水平、Ca2+浓度、糖信号以及活性氧信号等的变化。所以,了解植物响应逆境胁迫的机理显得尤为迫切和重要,而HSF/HSP是其中一条重要的途径。辣椒因其独特的风味以及丰富的维C含量,在全世界各地都有广泛栽培。然而,在辣椒的生长发育过程中很容易遭受逆境胁迫。尤其是在生殖阶段,容易引
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近年来全球气候恶化严重影响植物的品质和产量。为适应不良环境,植物在长期的进化过程中,逐渐形成了对各种胁迫的应激反应。包括激素水平、Ca2+浓度、糖信号以及活性氧信号等的变化。所以,了解植物响应逆境胁迫的机理显得尤为迫切和重要,而HSF/HSP是其中一条重要的途径。辣椒因其独特的风味以及丰富的维C含量,在全世界各地都有广泛栽培。然而,在辣椒的生长发育过程中很容易遭受逆境胁迫。尤其是在生殖阶段,容易引起落花落果,导致其产量下降。本实验室前期克隆鉴定了辣椒HSP20s家族的35个成员,并阐明了其在热胁迫下的表达谱。其中CaHSP16.4在热胁迫下表达水平较高。在此基础上,本试验研究了辣椒CaHSP16.4基因沉默表达与拟南芥过表达对辣椒和拟南芥抗逆性的影响;并对CaHSP16.4基因的亚细胞定位以及在热胁迫和干旱胁迫下的表达进行了探讨。获得了以下主要研究结果:1、辣椒CaHSP16.4基因的启动子区域含有多个与生长发育和胁迫响应相关作用元件。热胁迫下,CaHSP16.4基因在辣椒耐热系R9植株的表达量高于热敏系B6植株;干旱胁迫下,CaHSP16.4基因的表达量相比于对照有显著的变化。表明CaHSP16.4基因的表达极其复杂。亚细胞定位结果表明其定位于细胞质和细胞核。2、利用VIGS技术将辣椒耐热系R9中CaHSP16.4基因沉默后,热胁迫和干旱胁迫下基因沉默植株比对照植株有更高的丙二醛含量,更低的叶绿素含量,说明CaHSP16.4基因沉默使辣椒植株耐热性和抗旱性降低。3、采用农杆菌蘸花法将CaHSP16.4基因转入拟南芥,在35S启动子的驱动下使CaHSP16.4基因在拟南芥中超量表达。热胁迫下转基因植株相对于对照植株有更高的存活率,表明CaHSP16.4基因的过量表达增强了拟南芥对热胁迫的抗性。在热、干旱以及热和干旱共同胁迫下,转基因植株相对于对照植株有更低的相对电导率和丙二醛含量,更高的叶绿素含量,且有更高的超氧化物歧化酶,过氧化氢酶,抗坏血酸过氧化物酶,谷胱甘肽过氧化物酶活性。与胁迫相关的基因的表达量也显著增强。说明CaHSP16.4的过量表达使辣椒植株对胁迫下产生的活性氧的清除能力增强,从而导致其耐热性和抗旱性增强。
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