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适宜的环境条件能保证或促进植物正常的生长发育,而不适宜的或恶劣的环境条件则会抑制植物的生长甚至使植物死亡。干旱、低温和高盐是目前影响农作物的主要非生物限制因子,它对作物的危害通常表现为植物体内的水分平衡的变化,又称水分胁迫或渗透胁迫。
DREB转录因子即干旱应答元件结合蛋白,可以特异的与DRE顺式作用元件结合,在非生物逆境胁迫(干旱、低温、高盐)中诱导表达并激活相关抗逆功能基因的表达,从而使植物能够耐受水分胁迫的影响。
本研究通过农杆菌介导的水稻转化方法,将通过酵母单杂交方法从水稻获得的转录因子RdreB1基因转入水稻,得到阳性转基因植株。生理功能分析表明转基因水稻中RdreB1基因的过量表达明显提高了水稻对低温胁迫的耐受性。
同时对另一水稻转录因子OsAP22基因进行研究,网上同源序列比对结果表明,该转录因子编码的蛋白含有一个高度保守的AP2/EREBP结构域,N端为核定位信号(NLS),而C端则可能是一个转录的激活区域,属于AP2/EREBP类转录因子。生物信息学预测和系统进化关系分析表明OsAP22与DREB2亚类转录因子具有较高的亲缘关系,可能属于DREB亚家族。
对各种逆境处理和不同组织的水稻进行RT-PCR分析,结果表明OsAP22在干旱和高盐的胁迫诱导下存在过量表达。通过农杆菌蘸花法将OsAP22基因转入拟南芥,经潮霉素筛选、GUS活性检测和PCR检测验证获得转基因阳性植株,转基因阳性植株的干旱和盐渍生理实验表明,与非转基因的植株相比,大部分转基因阳性植株都能够耐受干旱和盐渍胁迫。