【摘 要】
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烟草是一种重要的经济作物,打顶（去除花序和邻近的幼叶）是提高烟草产量和品质的一项重要栽培措施。打顶不仅可以改变植物体内源激素的变化,比如IAA、ABA、JA等激素,进而调节烟草的生长发育,还可以促进烟草中烟碱等次生代谢产物的合成。研究发现,打顶能显著增加烟草根和叶片中NtHIN1基因的表达,说明该基因参与烟草响应打顶的过程。本文克隆了NtHIN1基因,以获得的过表达和沉默的转基因烟株为材料,研究了
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烟草是一种重要的经济作物,打顶（去除花序和邻近的幼叶）是提高烟草产量和品质的一项重要栽培措施。打顶不仅可以改变植物体内源激素的变化,比如IAA、ABA、JA等激素,进而调节烟草的生长发育,还可以促进烟草中烟碱等次生代谢产物的合成。研究发现,打顶能显著增加烟草根和叶片中NtHIN1基因的表达,说明该基因参与烟草响应打顶的过程。本文克隆了NtHIN1基因,以获得的过表达和沉默的转基因烟株为材料,研究了该基因在烟草响应打顶过程中的功能,主要结果如下:1.从K326烟草中克隆到NtHIN1基因,发现该基因全长830bp,CDS区690bp,编码229个氨基酸,在101-203处有一个保守结构域:LEA-2,表明NtHIN1蛋白属于LEA2家族成员。q PCR分析显示,NtHIN1基因在烟草整个生育期的根、茎和叶片中都有表达,但在根中表达量最高,叶中表达量最低。2.克隆了NtHIN1基因启动子并进行顺式作用元件分析,发现启动子序列中除了有植物中常见的元件外,还有干旱、高盐、IAA、ABA、乙烯等与植物激素、非生物胁迫和防御反应相关的顺式作用元件,研究结果显示,这些激素、非生物胁迫以及活性氧都能促进NtHIN1基因的表达,表明打顶可以通过激素和活性氧调节NtHIN1基因的表达。3.为了研究NtHIN1基因的功能,构建了NtHIN1基因的过表达和沉默表达载体,通过农杆菌介导的叶盘转化法获得了转基因烟草。过表达转基因烟株中烟碱合成基因、ABA合成相关基因、活性氧清除基因、抗病相关基因的表达量都高于野生型,而沉默转基因烟株中则表达量下降,说明NtHIN1基因可能参与了烟碱合成、ABA合成、活性氧清除和抗病过程。4.为了探究NtHIN1基因在逆境胁迫响应中的功能,对转基因烟草和非转基因烟草进行干旱处理后发现,过表达转基因烟株中活性氧、丙二醛含量低于野生型,而在沉默转基因烟株中高于野生型;过表达转基因烟株中SOD、POD、APX、CAT、GR等抗氧化酶活性以及脯氨酸含量高于野生型,沉默转基因烟株中则相反,表明NtHIN1基因参与了烟草的抗逆过程,既然打顶能促进该基因的表达,说明其能够提高烟草打顶响应中的抗性。综上所述,NtHIN1基因是一个响应烟草打顶的基因,打顶可以通过IAA、ABA、JA和H2O2促进NtHIN1基因的表达,NtHIN1基因参与了打顶促进烟碱合成、增强烟草抗性的过程。
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