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在自然界中,植物生长常会受到各种环境因素的胁迫,例如干旱、水涝、盐碱和高温低温等。这些不良的逆境因子会对植物的生长、发育和代谢产生一系列影响,严重时更会造成植物的死亡。阐明植物抵抗不良环境因素影响的分子机制和提高植物的抗逆能力是目前植物研究领域的重要方向。本论文通过对模式植物拟南芥的未知功能基因ANK-TM2基因家族进行初步功能研究,来探讨这些基因在植物逆境响应过程中的作用。首先从NASC购买目的基因T-DNA插入的突变体种子,筛选获得纯合体突变体植株,比较这些突变体在不同逆境胁迫下与野生型拟南芥的表型差异,判断这些基因在不同植物逆境响应中的作用。得到初步结果后,再应用分子生物学技术分别构建候选基因的不同表达载体,通过农杆菌浸染法转化拟南芥,筛选出纯合表达载体植株,进一步深入研究这些基因的功能和作用机理。目前主要的研究结果如下:(1)获得ANK-TM2基因家族中各个基因的T-DNA纯合突变体:根据ANK-TM2基因家族基因序列信息,从NASC的T-DNA插入突变体库中查找相关基因的T-DNA插入突变体,购买相应突变体种子,经过多轮PCR鉴定,获得这些基因的纯合突变体植株。(2)ANK-TM2基因家族纯合突变体中目标基因表达量与野生型不同:利用荧光定量PCR(RT-qPCR)检测目标基因在突变体和野生型拟南芥中的表达量变化,结果显示,突变体ank-tm203、ank-tm204中目标基因表达量相比野生型Col-0明显降低;而ank-tm207、ank-tm208中目标基因表达量相比野生型Col-0明显升高。考虑到不同T-DNA插入位点会导致不同的表达量变化,我们认为这些基因的表达量都发生了改变,可以用于下一步逆境响应的生理表型研究。(3)ANK-TM2基因家族纯合突变体在高钙、高盐、干旱等非生物胁迫中有一定的生理表型:对获得的纯合突变体进行干旱、高盐和低钙高钙等处理,通过观察它们在不同处理下与野生型植株的表型差异,分析比较目标基因在植物逆境响应中的作用,结果表明:突变体ank-tm204在0mM CaCl2条件下根长比野生型植株短;ank-tm208在0mM CaCl2条件下,根长比野生型植株长;ank-tm207在高钙、高盐、干旱等条件下均比比野生型植株短。可见,ANK-TM204、ANK-TM208和ANK-TM207基因在植物响应外界钙胁迫、盐胁迫和干旱胁迫中有可能起到重要的作用。(4)ANK-TM2基因家族纯合突变体在生物胁迫中也具有一定生理表型:用PsmES4326注射侵染拟南芥野生型和纯合突变体,通过比较侵染2-3天后叶片中的菌斑量来判断拟南芥植株的抗病性强弱,结果表明:突变体ank-tm202、ank-tm204、ank-tm207和ank-tm208都表现出明显的抗病性。(5)利用Gateway技术构建了ANK-TM2基因家族的植物表达载体为进一步功能研究做准备:以pGWB406,pGWB502Ω,pGWB533这三种表达载体为基础,分别构建ANK-TM204、ANK-TM207和ANK-TM208这三个基因的GFP融合表达载体,超表达载体,以及GUS融合表达载体,以便进一步深入研究这些基因的功能和作用机理。