茶树生长素响应因子CsARF8--2对干旱胁迫的响应分析

摘要

近年来，我国茶园干旱灾害频发，对茶叶生产造成不良影响，研究茶树如何响应干旱胁迫很有必要。生长素是重要的植物激素，越来越多的研究表明其参与植物干旱胁迫响应，而生长素响应因子作为生长素信号转导途径中重要的转录因子，研究其是否在茶树干旱胁迫响应过程发挥作用以及发挥何种作用具有重要意义。 本研究基于茶树基因组和转录组测序结果，克隆获得茶树生长素响应因子CsARF8-2的cDNA和启动子序列，预测编码的氨基酸序列，并对其进行生物信息学分析。对龙井43等4个品种两年生盆栽扦插茶苗进行自然干旱处理，通过测定自然干旱胁迫后茶树叶片相对含水量、丙二醛含量、抗氧化物酶活性、净光合速率和色素含量，利用耐旱性隶属函数值分析法比较品种间耐旱性关系，分析CsARF8-2在干旱胁迫后的表达模式。利用实时荧光定量PCR和组织化学染色法分析CsARF8-2的组织特异性表达。通过观察GFP荧光确定CsARF8-2的亚细胞定位。借助在模式植物拟南芥中过表达CsARF8-2进行功能验证。主要研究结果如下: 1.克隆并测序获得茶树CsARF8-2基因cDNA和启动子序列，生物信息学分析结果表明，开放阅读框长度为2496bp，编码831个氨基酸，具有典型的B3-DBD、Auxin_resp和CTD结构域，启动子区包含激素响应元件、胁迫响应元件和光响应元件。 2.利用耐旱性隶属函数值分析法比较4个品种耐早性，从强到弱依次为龙井43、宁州2号、槠叶齐和白叶1号，利用实时荧光定量PCR分析其在干旱胁迫后的表达模式，表明干旱胁迫诱导CsARF8-2下调表达，且茶树品种耐旱性越强，其表达量下降程度越高。 3.组织特异性表达结果表明，CsARF8-2在茶树各个组织部位均有表达，茎中相对表达量最高，其次分别是花和一芽一叶，成熟叶中最低。构建proCsARF8-2∷GUS表达载体转入野生型拟南芥，对其进行组织化学染色，表明转基因材料生长点、幼嫩叶片主脉、侧根根尖、花蕾和果荚均有表达。 4.构建35S∷CsARF8-2∷GFP融合表达载体，分别转入野生型拟南芥和烟草，通过观察GFP荧光表明CsARF8-2定位在细胞核。 5.对过表达材料进行ABA敏感性分析和干旱胁迫处理，未观察到与野生型拟南芥有明显差异，推测可能是ARF家族基因功能冗余造成。