论文部分内容阅读
LEA蛋白是生物体中广泛存在的一类与渗透调节有关的家族蛋白，该蛋白在植物种子胚胎发育晚期表达丰富，而且在环境胁迫如干旱、低温、盐胁迫、ABA、紫外辐射和NaHCO3等条件下LEA基因的表达量会大量累积。日前已在拟南芥中发现了51个LEA蛋白。LEA蛋白与植物的抗逆性密切相关，是一种多功能的逆境调节蛋白，可以使高等植物在极端条件下维持正常的生命代谢活动，目前的研究还没有阐明其参与植物抗逆境胁迫的分子机制，而且对其结构和功能的了解尚不完善，且存在很多争议。
本研究从拟南芥中克隆到一个LEA蛋白家族基因AtABR，对该基因的功能进行了初步研究，主要结果如下:
1、利用RT-PCR法检测AtABR基因在拟南芥不同组织和器官中的表达情况，结果表明AtABR在花和种子中特异性表达;这与利用AtABR基因的启动子驱动GUS报告基因的研究结果相一致;
2、构建p35S:: AtABR-GFP载体转化野生型拟南芥植株，激光共聚焦显微镜观察发现AtABR定位于细胞核和细胞膜。
3、构建35S:: AtABR过表达载体，分别转化拟南芥野生型和abr突变体，得到超表达和互补的转基因植株，通过潮霉素抗性筛选及RT-PCR鉴定，获得了拟南芥纯合体株系。表型分析发现，在正常的培养条件下，WT、突变体abr、过表达和互补转基因植株在生长早期和后期，均无明显的表型差异。
4、利用RT-PCR分析了AtABR基因在不同胁迫条件下的基因表达水平，结果表明:在ABA、NaCl和黑暗等胁迫处理下，AtABR基因的表达水平明显上调。并且通过生理实验分析了AtABR基因对不同非生物胁迫的响应。
5、在暗处理过程中，突变体植株表现出了明显的衰老表型，而过表达植株明显地抗衰老。在暗诱导3d的叶片中，突变体abr植株中叶绿素含量和Fv/Fm值最低，而在过表达植株中这两种参数达到最高。同时在过表达植株中SOD持续保持很高的水平。然后我们检测了衰老相关基因SAG12，SAG13，SEN1， SAG20，SAG101，SEN4和SAG18的表达情况。结果表明，在暗诱导3d时，SAG12，SAG13，SEN1和SAG20的表达量在abr突变体中上升最多。
6、AtABR是一种胚胎后期丰富蛋白，因此我们从营养缺失方面探讨了AtABR调控叶片衰老的分子机制。结果显示，在正常光照培养条件下，仅在缺氮时能够诱导AtABR基因的表达上调。但是在暗处理后，AtABR基因的表达较光下上调明显，并且在缺糖(D-MS-C)，缺氮(D-MS-N)和缺糖氮(D-MS-CN)时表达较正常(D-MS)情况下高几十倍。
因此，我们推测AtABR基因调控了暗诱导的叶片衰老过程。