桐花树耐盐相关基因的克隆与表达分析

摘要

盐胁迫对植物的生长和繁殖有着极大的影响，提高植物的耐盐性是降低盐胁迫危害的有效方法，因此，研究植物耐盐机理，通过基因工程培养耐盐作物品种已经成为了当前国际上关于植物耐盐的研究热点之一。红树植物所在的潮间带高盐生境决定了其在长期的进化发展中必然会形成其特有的耐盐分子机制。 本研究通过RACE技术，利用本实验室已有的红树植物桐花树(Aegicerascorniculatum)正向抑制性差减文库中的部分基因片段克隆得到三个桐花树耐盐相关基因：AcNX1，AcNHX2、AcNHD。通过分析这些基因的cDNA序列和编码蛋白的氨基酸序列，发现它们在结构上都具有Na<'+>/H<'+>转运蛋白编码基因的特点，其中，4cNHX1、AcNHX<'2>属于NHX基因家族，它们所编码的蛋白AcNHX1、AcNHX2可能定位于液泡膜上，主要起Na<'+>液泡区隔化的功能；而AcNHD基因和已知的极少数植物．NHD基因构成了NHX、SOS1两大公认类型之外的第三类植物Na<'+>/H<'+>转运蛋白编码基因。 通过荧光定量PCR．技术分析桐花树叶中AcNHX1、．AcNHX2、AcNHD在盐和渗透物质处理下的转录模式，我们发现AcNHX1、AcNHX2、AcNHD的转录水平变化不但与桐花树叶中的Na<'+>浓度相关，还与K<'+>浓度有关，其中植物NHD基因的转录与植物体内K<'+>浓度有关为本研究首次发现：AcNHX1基因的转录变化主要是由离子胁迫引起的，其功能很可能主要与降低离子胁迫对植物细胞的伤害有关；而影响AcNHX2转录的主要次级胁迫与AcNHX1不同，是高渗压胁迫，这说明AcNHX2在植物耐盐机理中的作用很可能主要与减少高渗压胁迫对植物细胞的伤害有关。AcNHD转录模式与AcNHXl相似，推测其有可能与AcNHX1受到类似调控。 AcNHX2与拟南芥的．4tNHX1、AtNHX2在同样化学物质处理同样时间下的转录模式如出一辙，推测很可能受到类似于拟南芥ABA依赖型信号转导途径的调控，并在桐花树中起着与拟南芥．AtNHX1、．AtNHX2同样的作用；而AcNHX1与已知的其它植物NHX基因在类似处理下的转录变化特点都不相同，说明桐花树的耐盐分予机理与其它植物既有共同点，又有其独到之处。 AcNHX1、AcNHD转录水平在250mM和500mM NaC1处理下不同，AcNHX1、AcP5CS转录水平、K<'+>/Na<'+>比值、脯氨酸含量都随着盐激时间的增长而先升后降，说明桐花树在不同浓度、不同时间的盐胁迫下有着不同适应机制。(AcP5CS基因的克隆和AcNHX1，AcNHD基因在不同时间盐激下的转录表达实验已由本实验室傅新晖完成)

目录

文摘

英文文摘

第1章引言

1.1文献综述

1.2荧光实时定量PCR技术

1.3研究的依据、目的和意义

1.4研究的技术路线

第2章材料与方法

2.1实验材料

2.2实验方法

第3章实验结果与分析

3.1桐花树总RNA的提取结果

3.2 RACE技术扩增基因全长序列结果及序列分析

3.3实时定量PCR法测定基因转录水平表达差异结果

3.4盐胁迫不同时间下桐花树叶片中两种重要生理指标测定结果

第4章讨论

4.1 AcNHX1、AcNHX2、AcNHD及其编码蛋白氨基酸序列的结构特点

4.2 AcNHX1、AcNHX2、AcNHD系统发育分析

4.3不同处理条件下AcNHX1、AcNHX2、AcNHD转录水平分析

4.4盐胁迫下两种重要生理指标测定结果分析

第5章结论

参考文献

致谢

原创性声明