花生干旱脅迫響應(yīng)轉(zhuǎn)錄因子基因DREB1和NAC4的等位變異分析和功能研究.pdf

1、花生是我國(guó)重要的油料和經(jīng)濟(jì)作物，花生產(chǎn)區(qū)主要分布于干旱和半干旱地區(qū)。干旱嚴(yán)重影響花生的產(chǎn)量和品質(zhì)，是花生生產(chǎn)的首要限制因子。NAC和DREB是目前研究最為廣泛的兩類干旱相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子。本研究以抗旱性不同的33個(gè)栽培品種和19個(gè)野生種為材料，分離花生DREB1基因并進(jìn)行等位變異分析;選用不同類型不同抗旱性的9個(gè)花生品種進(jìn)行PEG脅迫處理，研究滲透脅迫條件下，花生DREB1基因的表達(dá)量和脯氨酸含量變化。同時(shí)克隆到花生NAC4基因，通過PEG脅

2、迫下轉(zhuǎn)錄水平的變化驗(yàn)證其功能，并對(duì)其序列特征進(jìn)行了分析。
　　主要研究結(jié)果如下:
　　(1)花生DREB1基因的等位變異和功能分析
　　從33個(gè)的栽培品種中克隆獲得干旱脅迫響應(yīng)轉(zhuǎn)錄因子基因(AhDREB1)，對(duì)其進(jìn)行等位變異分析發(fā)現(xiàn)，33個(gè)栽培品種AhDREB1的核苷酸序列同源性為100％。從19個(gè)野生種中分離得到8類DREB1的DNA序列（Aw1 DREB1-Aw8DREB1），其中9個(gè)野生種的DREB1(Aw1DR

3、EB1)與AhDREB1的核苷酸序列同源性為100％。
　　選用不同類型的9個(gè)抗旱性不同的花生栽培品種進(jìn)行PEG脅迫處理后，測(cè)定AhDREB1基因相對(duì)表達(dá)量和脯氨酸含量的變化，結(jié)果表明抗旱性強(qiáng)的品種中AhDREB1轉(zhuǎn)錄水平表達(dá)的響應(yīng)速度及強(qiáng)度、脯氨酸含量升高的速度及幅度明顯高于抗旱性弱的品種，推測(cè)干旱脅迫時(shí)不同品種AhDREB1表達(dá)量的差異，影響了脯氨酸合成相關(guān)基因的表達(dá)。
　　構(gòu)建了DREB1植物表達(dá)載體，并進(jìn)行了農(nóng)桿菌介

4、導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化試驗(yàn)，經(jīng)PCR檢測(cè)得到轉(zhuǎn)基因植株4個(gè)。
　　(2)花生NAC4基因的等位變異分析和功能研究
　　AhNAC4（HM776131.1）屬于干旱脅迫響應(yīng)的轉(zhuǎn)錄因子，PEG滲透脅迫能誘導(dǎo)AhNAC4在花生葉片中大量表達(dá)。
　　AhNAC4全長(zhǎng)為1244bp，編碼區(qū)長(zhǎng)度為1050 bp，含有2個(gè)內(nèi)含子，分別位于182～279 bp和547～642 bp處，編碼蛋白包含349個(gè)氨基酸。從32個(gè)栽培品種分離的4類AhN

5、AC4，a1和a2為等位基因，二者在在717 bp處，存在1個(gè)堿基差異，引起第174位氨基酸的改變，b1和b2為等位基因，二者存在14個(gè)SNP位點(diǎn)，其中717bp和924 bp處堿基的差異引起第174位和244位氨基酸的改變。對(duì)32個(gè)栽培品種的基因型及抗旱性進(jìn)行分析，推測(cè)栽培種a1基因編碼蛋白對(duì)花生抵御干旱起關(guān)鍵作用。
　　從19個(gè)野生種中分離得到11類AC4的DNA序列，其中Aw1NAC4與栽培種b1、b2的核苷酸序列同源性最高