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水分对植物生长发育的影响至关重要。水不仅是细胞中各种生化代谢反应的基本介质,而且直接参与各种细胞的代谢活动,缺水将导致各种生理生化反应的异常。陆生植物不仅在干旱和高盐浓度下遭受水分胁迫,低温也会造成根系对叶片水分供应减少而使叶片膨压下降,进而使植物遭受脱水或水分胁迫。所以人们对植物抗水分胁迫的研究尤为重视。寻找抗干旱的应答基因,分析植物抗干旱的机理,改良植物的抗逆性,具有重要的理论和实际意义。
基因芯片是八十年代末在生命科学领域中迅速发展起来的一项高新技术,是对数以千计的DNA片段同时进行处理分析的技术。基因芯片的主要特点是技术操作简单、自动化程度高、序列数量大、检测效率高、应用范围广、成本相对低。
我实验室筛选得到抗一氧化氮的拟南芥突变体t387,我们用基因芯片技术分析了正常情况下生长的t387突变体的mRNA表达谱。芯片结果分析发现有405个基因发生明显上调,269个基因发生明显下调。通过在TAIR和NCBI网站上检索各基因的相关信息,并用GO分类法进行分类,我们发现突变体在正常情况下,就表现出明显的抗性相关基因上调现象。干旱处理发现,突变体确有较强的抗旱能力,并从分子生物学水平上验证了抗性基因的上调表达现象。与野生型相比,t387突变体失水速率快,气孔孔径大,蒸腾速率快,光合速率慢,但t387突变体根系统特别发达,推测其抗旱的机理与其发达的根系是密不可分的。