【摘 要】
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随着人类活动范围的扩大与工业化进程的加快,土壤重金属对农作物的污染问题愈发严峻,因此,研究植物抗重金属相关基因的功能及其对重金属胁迫的响应机制具有重大的理论价值与现实意义。本课题以拟南芥WRKY转录因子家族的WRKY33基因为研究对象,探究其在调控重金属镉（Cadmium,Cd）胁迫响应中的功能与作用机制。研究结果如下:1.对拟南芥WRKY33基因表达模式的研究结果显示,WRKY33基因在拟南芥中
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随着人类活动范围的扩大与工业化进程的加快,土壤重金属对农作物的污染问题愈发严峻,因此,研究植物抗重金属相关基因的功能及其对重金属胁迫的响应机制具有重大的理论价值与现实意义。本课题以拟南芥WRKY转录因子家族的WRKY33基因为研究对象,探究其在调控重金属镉（Cadmium,Cd）胁迫响应中的功能与作用机制。研究结果如下:1.对拟南芥WRKY33基因表达模式的研究结果显示,WRKY33基因在拟南芥中的表达具有组织特异性,在根部的表达量最高;亚细胞定位结果显示WRKY33蛋白定位于细胞核;WRKY33基因可被外源Cd胁迫诱导表达。2.在Cd胁迫下,拟南芥T-DNA插入突变体wrky33-1、wrky33-3比野生型更敏感;进一步构建35S:WRKY33重组载体,通过转基因技术获得WRKY33过表达转基因株系,Cd胁迫表型分析表明,与野生型相比,WRKY33过表达转基因株系对Cd胁迫更耐受,表明WRKY33基因正调节拟南芥对Cd胁迫的响应。3.药理学实验及植物螯合肽（Phytochelatin,PC）合成途径上相关基因表达分析结果显示,WRKY33基因介导的Cd胁迫耐受与依赖谷胱甘肽（Glutathione,GSH）的PC合成途径无关。4.进一步对Cd胁迫相关下游基因的表达水平进行实时荧光定量PCR技术检测,发现PAD3与ATL31基因均可被Cd胁迫诱导表达,且WRKY33基因表达水平的改变可影响PAD3与ATL31基因的表达,表明PAD3与ATL31基因可能是WRKY33转录因子的下游靶基因,WRKY33可能通过调控它们的转录表达来调节拟南芥的Cd胁迫耐受。5.拟南芥Cd含量的测定结果显示,过表达转基因株系体内的Cd积累量低于野生型,表明WRKY33基因可能参与调控拟南芥对外源Cd吸收的抑制,或参与调控Cd的排出,以调节拟南芥对Cd胁迫的耐受。本研究证明了WRKY33基因是一个正向调控拟南芥对Cd耐受的功能基因,可为农作物的遗传改良提供新的基因资源。有关Cd胁迫下WRKY33基因对下游靶基因的具体调控机制还有待进一步研究。
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