擬南芥甘油二酯激酶（AtDGK7）基因抗逆生理功能研究.pdf

1、甘油二酯激酶(diacylglycerol Kinase，DGK)是生物體內(nèi)磷脂酸(Dhosphtidic acid，PA)合成途經(jīng)中的關(guān)鍵酶。PA是生物膜上分子量最小的磷脂，也是合成膜脂和脂庫的一個媒介，在膜的代謝和生物合成過程中起重要作用。同時，PA作為動植物體內(nèi)的一個脂質(zhì)調(diào)節(jié)因子，參與調(diào)控多種細(xì)胞生物學(xué)過程。關(guān)于PA的調(diào)控作用，動物中研究比較深入，植物中報道較少。但近幾年研究發(fā)現(xiàn)PA同樣調(diào)控植物的生長、分化、繁殖、激素響應(yīng)，以及多

2、種生物和非生物脅迫的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程。病原體、干旱、高鹽、冷害等多種脅迫均可誘導(dǎo)植物體內(nèi)PA水平的升高。生物體內(nèi)源PA主要通過2條途徑合成，目前對PLD途徑報道較多，而對PLC-DGK途徑的研究較少，植物中關(guān)于DGK的研究相對欠缺。本實驗室通過構(gòu)建正義表達(dá)載體，轉(zhuǎn)化擬南芥獲得過表達(dá)AtDGK7轉(zhuǎn)基因植株，分別從基因組水平和轉(zhuǎn)錄水平鑒定轉(zhuǎn)基因后代，對T3代陽性轉(zhuǎn)基因植株進(jìn)行抗性試驗、脅迫相關(guān)基因的半定量RT-PCR分析，以及逆境相關(guān)生理指標(biāo)的

3、測定。主要研究結(jié)果如下： 1.構(gòu)建了pBI121-AtDGK7正義表達(dá)載體，利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法轉(zhuǎn)化擬南芥。分別從基因組和轉(zhuǎn)錄水平鑒定轉(zhuǎn)基因植株，基因組PCR結(jié)果顯示，9個擬南芥轉(zhuǎn)基因植株為陽性，挑選其中5個陽性植株進(jìn)行RT-PCR分析，發(fā)現(xiàn)AtDGK7基因在TG1、TG2、TG4株系中表達(dá)相對較高，TG3、TG5表達(dá)相對較低。故選取TG2、TG4、TG5后代進(jìn)行后續(xù)生理分析。 2.不同處理下萌發(fā)率及萌發(fā)后生長狀況比較發(fā)現(xiàn)，

4、過表達(dá)AtDGK7轉(zhuǎn)基因擬南芥對ABA不敏感，1μmol/L外源ABA處理條件下，轉(zhuǎn)基因擬南芥萌發(fā)率明顯較野生型高。200mmol/L NaCl處理條件下，轉(zhuǎn)基因擬南芥長勢明顯優(yōu)于野生型擬南芥，過表達(dá)AtDGK7轉(zhuǎn)基因擬南芥抗鹽能力顯著提高。 3.植物遭受鹽脅迫和水分脅迫時，脅迫相關(guān)基因P5CS1、P5CS2被誘導(dǎo)表達(dá)，該類基因在轉(zhuǎn)基因植株中表達(dá)量明顯較野生型擬南芥高。而RD29A的表達(dá)量在野生型擬南芥和轉(zhuǎn)基因擬南芥差異不顯著。

5、推測在植物對逆境脅迫信號的傳導(dǎo)中，轉(zhuǎn)基因植株主要是通過P5CS1，P5CS2等基因介導(dǎo)的通路提高植物的抗逆性。而RD29A可能不參與該信號通路。此外，ABI2和HAB1在轉(zhuǎn)基因植株中表達(dá)量較野生型植株略低。推測，AtDGK7的轉(zhuǎn)入可能在某種程度上削弱了ABI2和HAB1的表達(dá)，進(jìn)而抑制ABI1的蛋白磷酸酶活性。 4.在4℃低溫處理條件下，轉(zhuǎn)基因擬南芥脯氨酸含量明顯高于野生型擬南芥。葉片SOD活性均有增高，但三個轉(zhuǎn)基因擬南芥株系S