拟南芥AT14A蛋白调控干旱胁迫应答的转录组学研究

来源 :扬州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ks00459
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植物在遭受逆境胁迫后体内会大量合成积累ABA,ABA在非生物胁迫的抗性中发挥着重要作用。本实验以拟南芥AT14A基因的缺失突变体及Col野生型为材料,使用15%的PEG6000模拟干旱胁迫,在检测生理生化指标的基础上,应用基因芯片技术研究拟南芥响应干旱胁迫的分子机理,以期进一步阐明干旱胁迫下植物应答的信号转导机制。主要结果如下:  1.比较野生型与突变体对干旱胁迫的响应差异,在土壤干旱20天后,发现突变体叶片的萎蔫程度明显大于野生型,且大部分叶片变黄;离体叶片失水率的实验表明:6h内的突变体的离体叶片失水率比野生型离体叶片失水率更快。这些结果直观地说明at14a的抗旱能力比Col的抗旱能力弱。  2.使用qRT-PCR技术得到拟南芥各部位AT14A基因的表达量变化,发现其在叶片中的表达量最高;同样再用qRT-PCR技术检测拟南芥PEG6000模拟干旱胁迫6h时Col中的AT14A基因的表达量变化,结果表明干旱胁迫后AT14A基因的表达量比对照组明显上升;在对照组的差异基因GO分类中,发现有许多基因定位于生物胁迫过程中,通过对照组基因主要参加的Pathway途径,得到可能与at14a相关的代谢途径。这些结果都说明了AT14A参与了拟南芥植株的胁迫应答。  3.PEG6000模拟干旱胁迫6h对两种基因型的拟南芥叶片进行转录表达谱分析,应用MAS3.0软件,根据ratio≥2.0或ratio≤0.5的标准,在Col型拟南芥中共得到1294个差异基因,在缺失突变体at14a中得到2431个差异基因,其中,在Col中已知其生物功能的基因共有916个,在缺失突变体at14a中已知其生物功能的基因共有972个。  4.将Col中180个不同的上调基因与185个不同的下调基因和突变体at14a中517个不同的上调基因与985个不同的下调基因进行GO分析,共得到33个ABA相关基因,54个干旱胁迫相关基因。比较PEG胁迫后野生型与突变体叶片ABA的含量变化情况,发现处理后的ABA含量均比对照组高,在6h时Col中ABA含量开始明显增高,并随着时间延长开始继续增加,复水后ABA含量均下降;说明AT14A与内源ABA变化相关。  综上所述,我们推测AT14A介导了PEG胁迫诱导的ABA响应过程,AT14A作为细胞壁-质膜-细胞骨架连续体的中间分子可能参与了ABA的信号转导过程,并通过依赖ABA途径与不依赖ABA途径两种方式共同调节胁迫进程。
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