玉米CCCH型鋅指蛋白基因ZmC3H54的抗逆功能分析.pdf

1、玉米是重要的糧食作物和飼料作物，逆境因子特別是干旱與鹽脅迫對(duì)玉米的生長(zhǎng)和發(fā)育造成了嚴(yán)重影響，是制約玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素。在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中，植物已經(jīng)形成了一系列復(fù)雜而周密的機(jī)制來(lái)應(yīng)對(duì)這些脅迫因子。其中，最為重要的機(jī)制之一就是在脅迫條件下植物體內(nèi)的轉(zhuǎn)錄因子會(huì)受到誘導(dǎo)而表達(dá)，再通過(guò)直接或間接的方式調(diào)控下游靶基因的表達(dá)，從而提高其對(duì)各種脅迫的耐受性。大量的研究表明，CCCH型鋅指蛋白是一類重要的轉(zhuǎn)錄因子家族，目前其功能研究主要集中在擬南芥

2、和水稻等一些模式植物中，而在玉米中鮮有報(bào)道。因此，本研究基于前期的玉米 CCCH家族的生物信息學(xué)分析，篩選并克隆了一個(gè)受ABA和干旱強(qiáng)烈誘導(dǎo)表達(dá)的基因ZmC3H54，并通過(guò)對(duì)其蛋白序列、蛋白活性以及過(guò)表達(dá)分析等內(nèi)容的研究，初步揭示了該基因在脅迫應(yīng)答過(guò)程中的功能和作用機(jī)制，獲得如下主要結(jié)果：
　　1．熒光定量PCR結(jié)果顯示ZmC3H54基因的表達(dá)受外源ABA、干旱、高鹽脅迫條件的誘導(dǎo)表達(dá)。組織表達(dá)模式分析表明，ZmC3H54在根，莖

3、，幼葉，雄穗，花絲，果穗，胚和胚乳8個(gè)組織中均有表達(dá)，其中根與幼葉中的表達(dá)量相對(duì)較高。
　　2.從玉米自交系 B73中克隆得到了ZmC3H54基因全長(zhǎng)。序列分析表明該基因編碼區(qū)全長(zhǎng)1119bp，編碼372個(gè)氨基酸。其編碼蛋白的相對(duì)分子質(zhì)量為40.03 kD，等電點(diǎn)為8.65。氨基酸序列分析顯示 ZmC3H54有兩個(gè)比較典型的 CCCH型鋅指結(jié)構(gòu)（CX8CX5CX3H，CX5CX4CX3H）。
　　3.轉(zhuǎn)錄活性分析實(shí)驗(yàn)表明，與

4、陰性對(duì)照組相比，轉(zhuǎn)化 pGBKT7-ZmC3H54載體的酵母細(xì)胞可以在SD/-Trp-His-Ade/X-α-GAL三缺平板上正常生長(zhǎng)且顯示出α-半乳糖苷酶活性，表明ZmC3H54在酵母細(xì)胞中具有自激活活性，進(jìn)一步通過(guò)缺失片段活性實(shí)驗(yàn)，表明其活性區(qū)域主要位于160-195aa處。
　　4.過(guò)量表達(dá) ZmC3H54的轉(zhuǎn)基因植株在表型上與對(duì)照組沒(méi)有明顯差異。與對(duì)照組相比，轉(zhuǎn)基因植株在干旱脅迫處理后恢復(fù)澆水，表現(xiàn)出較高的存活率，抗旱性得