ZmAGA1基因5’调控区的功能分析

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玉米(Zea mays)是我国最主要的粮食作物之一。干旱、高温、高盐、低温等各种非生物胁迫严重影响其产量。棉子糖在植物应对非生物胁迫中发挥着重要作用。碱性半乳糖苷酶(ALKALINE ALPHA GALACTOSIDASE;AGA)负责棉子糖的水解,通过调控AGA基因的表达可以进一步了解棉子糖代谢途径在非生物胁迫中的作用。本研究取得的主要结果和结论如下:1、用实时定量PCR技术,鉴定了在各种胁迫处理下玉米叶片中ZmAGA1基因转录水平。发现ZmAGA1基因不受低温诱导,但被高温、高盐及ABA、SA等信号分子诱导表达,说明ZmAGA1可能参与植物对非生物胁迫的响应,并且其可能参与ABA和SA信号途径。2、将连有ZmAGA1基因5’调控区域(1622bp)逐步截短片段调控报告基因的载体转入玉米愈伤原生质体,对启动子活性进行分析,发现连有F9(-421至-1)片段的载体具有最高的荧光活性,表明F9上游序列(-1622至-421bp)可能含有抑制转录相关顺式元件。3、对ZmAGA1基因启动子相关顺式作用元件进行预测,发现其上含有一个HSE元件(热激响应元件,-715)、两个TCA元件(响应SA的元件,-491、-457)、一个ABRE元件(响应ABA元件,-389)和两个DRE(干旱响应元件,-691、-153)元件。功能验证结果表明只有ABRE元件在玉米愈伤原生质体内发挥作用,其它各元件没有发挥作用。4、对ZmAGA1基因的5’调控区从3’端进行逐步截短,我们发现了一个影响翻译的RNA元件,RNA EMSA实验证实细胞质中的确存在与此元件特异性结合的蛋白。
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