百子莲脱水素基因ApY2SK2逆境应答模式及启动子调控功能研究

摘要

在百子莲胚性细胞中筛选到对超低温保存复合逆境具有积极响应的保护类蛋白脱水素(ApY2SK2),为探明ApY2SK2基因在复合逆境中的应答模式,该研究采用染色体步移技术克隆并分析了ApY2SK2编码基因上游1200 bp的启动子序列.结果 表明:(1)序列分析显示,该启动子含有多个与逆境和激素诱导相关的顺式调控元件;实时荧光定量PCR结果表明,ApY2SK2基因的表达具有组织特异性,在百子莲的叶和果中表达量较高,且在多种胁迫处理与ABA激素诱导下,其表达量显著升高.(2)成功构建了5个ApY2SK2启动子不同缺失片段驱动GUS基因的融合表达载体,经农杆菌转化、抗性筛选和PCR检测鉴定,获得T3代纯和转基因拟南芥株系.(3) GUS组织化学染色结果显示,GUS基因在拟南芥幼苗全株、成年苗的叶、花和成熟果实中表达活性较强,但在未成熟果实中无明显表达;烟草瞬时表达结果显示,与对照组相比,在脱水胁迫和ABA处理下的ApY2SK2启动子不同缺失片段驱动GUS基因表达具有显著差异.(4)转基因拟南芥GUS活性测定结果显示,ApY2SK2启动子MBS元件和ABRE元件可响应干旱与渗透胁迫信号;ApY2SK2启动子LTR元件参与低温响应;ApY2SK2启动子-1199～-262 bp区域包含多个串联的ABRE顺式调控元件(-373～-211 bp)对响应ABA信号具有主要调控作用.该研究结果揭示了ApY2SK2启动子的组织特异性,且启动子上的关键顺式调控元件对不同的胁迫和激素信号响应具有决定性调控作用.