摘要:
在我国桉树种植区,低温时影响桉树生长和品质的一个重要逆境因子.研究桉树抗低温的分子机制对桉树栽培区域的扩展,以及桉树种植经济效益提高都有重要的意义.为了明确桉树低温胁迫响应相关基因的作用,为利用遗传工程手段进行桉树抗低温分子育种提供理论依据.本文针对植物在低温胁迫响应中发挥重要作用的CBF基因在桉树中的作用进行了研究.利用RACE-PCR技术,从低温诱导的巨桉幼苗中克隆到2条CBF的全长cDNA序列,命名为EgrCBF1和EgrCBF2,全长分别为1 062 bp和1 203 bp,编码220个氨基酸和196个氨基酸,命名为EgrCBF1和EgrCBF2(Genbank登录号分别为:JQ068827;JQ068828),都包含1个AP2结构域,以及CBF蛋白特征基序PKKAGRKKFETRHP和DSAWR,它们分别位于AP2结构域的上游和下游.2个基因编码的蛋白都与冈尼桉中CBF蛋白(DQ241820)具有很高的同源性,与EguCBFla的同源性分别达到了91%和80%.正常生长条件下EgrCBF1和EgrCBF2半定量RT-PCR分析表明,EgrCBF1主要在叶和根中表达,而EgrCBF2在叶、茎和根中都有表达.说明它们在逆境胁迫中发挥作用的组织特异性有可能不同.对这两个基因在低温逆境条件下的定量RT-PCR分析表明,在不同低温条件(0,2,4,6,8°C)和4°C2,4,8,24,48 h处理下EgrCBF1和EgrCBF2的qRT-PCR分析表明:2个基因都受低温诱导,并在2°C时诱导水平达到最高,相对表达量分别是对照水平的32.4倍和40.2倍,而且EgrCBF2的表达量高于EgrCBF1;4°C下随低温时间的延长,它们的诱导表达特性都呈先升后降的趋势.由于CBF除了参与植物的低温胁迫响应,很多研究表明其在干旱、高盐以及植物激素ABA等逆境因子存在下,也有一定的作用,为了验证EgrCBF1和EgrCBF2对其他逆境因子的响应情况.我们分别对桉树进行了ABA、干旱和高盐处理,并研究了这些逆境条件下两个基因的表达情况.在100 μmol·L-1 ABA,200 mmol·L-1 NaCl和干旱处理下,EgrCBF1受ABA和干旱诱导,EgrCBF2则受干旱和高盐胁迫诱导.暗示EgrCBF1可能与ABA的作用有关,而EgrCBF2基因作用的发挥极可能是不依赖于ABA的.而且在干旱、盐处理等其他逆境条件下,这两个基因发挥的功能也可能是不同的.