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拟南芥Athspr新基因的抗盐性及表达调控研究拟南芥（Arabidopsis thaliana）是一种常用的模式植物，在植物生物学研究中起着重要的作用。
盐胁迫对于植物生长和发育具有严重影响，因此研究植物对盐胁迫的抗性机制具有重要的生物学意义。
近年来，研究人员发现了一种名为Athspr的新基因，并对其进行了抗盐性及表达调控的研究。
研究表明，Athspr基因在拟南芥中具有重要的抗盐性功能。
通过转基因技术，研究人员发现过表达Athspr基因的拟南芥在盐胁迫下呈现出更好的生长状态，根系生长迅速，叶片颜色健康，与野生型相比有更高的存活率。
这表明Athspr基因可以显著提高拟南芥的抗盐性，对于植物的生长和发育起到重要的保护作用。
进一步的研究发现，Athspr基因的表达受到多种内外界因素的调控。
在盐胁迫下，Athspr基因的表达水平显著增加，表明Athspr基因在植物对盐胁迫的应答中发挥着重要的作用。
此外，研究人员还发现ABA（脱落酸）可以促进Athspr基因的表达，说明ABA可能参与了Athspr基因的调控过程。
为了进一步了解Athspr基因的功能机制，研究人员进行了Athspr基因的遗传分析。
他们发现通过敲除Athspr基因，拟南芥的抗盐性显著降低。
这表明Athspr基因对于拟南芥的抗盐性具有重要影响。
此外，研究人员还发现Athspr基因在拟南芥的分化和发育中也发挥了关键作用。
为了进一步探究Athspr基因的功能机制，研究人员进行了转录组测序分析。
他们发现Athspr基因参与了多个关键途径的调控，如离子逆转运、ROS清除和增强抗氧化能力等。
这些结果揭示了Athspr基因在植物抗盐胁迫机制中的重要角色。
总结起来，Athspr基因是拟南芥中一个新发现的抗盐性基因，它可以显著提高植物的抗盐性。
研究人员通过转录组测序分析和遗传分析揭示了Athspr基因的功能机制，发现其在离子逆转运和ROS的清除中发挥了关键作用。
拟南芥AtSP1基因抗逆生理功能的初步研究的开题报告一、选题背景和意义拟南芥（Arabidopsis thaliana）是目前世界上研究最广泛的一种模式植物。
因为拟南芥基因组已经被完全解析，而且植物生长发育，环境响应过程等都容易被观察到，成为研究植物基因功能的理想模式。
其中，在拟南芥基因组中，AtSP1基因在植物的生长、发育和抗逆应答等方面有着重要的功能。
AtSP1属于铜离子结合蛋白家族，在反应氧化状态和重金属对植物的胁迫反应中发挥着重要的作用。
其基因表达水平在植物生长与发育过程中变化明显，同时在逆境（如盐、氧气、重金属等）胁迫下也能被启动。
因此，探究AtSP1在植物生长、发育和抗逆方面的生理功能，也有助于深入理解植物逆境响应机制的分子基础。
二、研究内容及方法本文将通过文献调研和实验方法，挖掘AtSP1基因在植物的生长发育和抗逆方面的生理功能，以期为植物遗传工程的应用和植物环境适应的发展提供理论基础。
研究内容：1. AtSP1基因的克隆与序列解析；2. AtSP1基因表达模式的研究；3. AtSP1基因与植物生长发育的关系的研究；4. AtSP1基因在植物抗逆过程中的功能研究；5. AtSP1基因的生物信息学分析。
研究方法：1. 文献调研，阅读相关文献，了解最新研究进展；2. RNAi技术和基因组编辑技术等方法，对AtSP1基因进行克隆和功能研究；3. RT-qPCR等技术，对AtSP1基因在不同生长和逆境条件下的表达进行动态分析；4. 比较解析和拟南芥遗传资源库分析，探究AtSP1基因在植物生长与逆境响应中的作用；5. 生物信息学方法，对AtSP1基因进行序列分析、进化分析和结构分析。
三、研究预期目标1. 克隆AtSP1基因的编码序列，结合相关数据库进行比较分析，确定AtSP1的生物特性与系统演化；2. 验证AtSP1基因在植物生长发育和抗逆过程中的功能作用；3. 揭示AtSP1基因在植物胁迫响应中的信号通路，为提高植物的逆境适应性和利用植物资源提供理论依据。
转拟南芥AtNHX1基因马铃薯耐盐性的田间鉴定的开题报告摘要为了提高马铃薯的耐盐性，本研究选用转拟南芥AtNHX1基因进行转基因，通过对转基因与野生型马铃薯进行比较，对其耐盐性进行田间鉴定。
研究结果表明，转基因马铃薯在高盐胁迫条件下生长状况较好，干物质积累量显著高于野生型马铃薯。
同时，在耐盐性相关指标方面，转基因马铃薯的相对电导和MDA含量显著降低，而叶绿素含量显著提高，表明转基因马铃薯耐盐性显著提高。
本研究结果对于马铃薯遗传改良及适应盐碱土地种植具有一定的参考意义。
关键词：转基因；马铃薯；耐盐性；AtNHX1基因；田间鉴定一、研究背景和意义马铃薯是我国重要的蔬菜作物之一，其产量和质量对农业生产和人民生活具有重要的影响。
然而，在我国干旱、半干旱地区，盐碱化的土地占据了相当大的比例，这也给马铃薯的种植和生产带来了巨大的困难。
因此，如何提高马铃薯的耐盐性，使其在盐碱土地上生长发育更加良好，是当前马铃薯研究的一个热点和难点问题。
盐碱胁迫是影响农作物生长和产量的主要因素之一。
在盐碱胁迫条件下，土壤中钠离子和氯离子的积累会导致植株生长缓慢、干物质积累量减少、叶片发黄等一系列负面影响。
因此，提高马铃薯的耐盐性，可以有效减缓盐碱胁迫对其生长发育的影响，从而增加其产量和质量。
转基因技术是提高作物抗逆性的重要手段之一，已经在多个作物上获得了一定的成功。
其中，拟南芥AtNHX1基因是一种受到广泛关注的耐盐基因，它可以调控离子在细胞内外的转移，从而减缓盐碱胁迫对植物的影响，提高其耐盐性。
因此，本研究选择AtNHX1基因进行转基因，以提高马铃薯的耐盐性。
同时，为了更准确地评价转基因马铃薯的耐盐性，本研究还进行了田间鉴定。
二、研究内容和方法本研究选用转拟南芥AtNHX1基因进行转基因，并将其与野生型马铃薯进行比较，对其耐盐性进行田间鉴定。
具体研究内容和方法如下：1. 转基因马铃薯的筛选本研究采用Pansy脊椎杆菌介导的遗传转化技术将AtNHX1基因导入马铃薯中，经过筛选，得到了稳定的AtNHX1基因转基因马铃薯。
拟南芥脂磷酸磷酸酶基因AtLPP1克隆及耐盐功能分析的开题报告一、研究背景和意义针对耐高盐能力的研究是植物生物学研究的热点之一。
在较高的盐浓度下，植物细胞内的离子平衡和渗透调节可能会受到不良影响，导致代谢紊乱和细胞死亡。
因此，人们研究植物的耐盐机制和相关调控因子，对解决全球水、土壤盐碱化和提高作物抗盐性等问题具有重要意义。
拟南芥（Arabidopsis thaliana）是植物生物学领域的模式植物之一，具有基因组信息丰富、转基因技术成熟等优势。
磷酸磷酸酶（LPP）家族是植物细胞膜上的一种重要酶类，参与了细胞内外磷脂代谢、激素信号转导等多种生命活动。
拟南芥中的LPP基因家族有多个成员，其中AtLPP1基因在其他物种中已被证明具有促进细胞壁生长、维持细胞膜完整性和增强盐胁迫耐受性等功能。
因此，本研究将探究AtLPP1基因在耐盐方面的作用和相关机制，为进一步揭示植物抗盐机制提供参考。
二、研究方法1. 克隆AtLPP1基因使用拟南芥的基因组DNA作为模板，设计LPP1基因的引物，通过PCR扩增得到目标基因片段，并进行测序验证。
2. 构建外源表达载体将获得的LPP1基因片段克隆到适宜的表达载体中，如pBI121等，构建外源表达载体，并进行序列检验。
3. 植物转化通过叶盘法将表达载体转化到适宜的拟南芥叶片中，筛选得到转化菌落，接种到选择培养基中，通过抗性筛选获得稳定转化的植株。
4. 盐胁迫条件构建将上述获得的植株置于0.5 M NaCl溶液中，将其他植株置于常规条件下作为对照组，持续处理一段时间（如24h或48h）。
5. 相关分析方法通过转录组分析、蛋白质组分析、酶活性测定等方法对植株在盐胁迫下的生理生化响应进行研究，比较对照组和实验组之间的差异，以探究AtLPP1基因在耐盐机制中的作用和调控机制。
三、拟南芥脂磷酸磷酸酶基因AtLPP1克隆及耐盐功能分析的意义和希望本研究将揭示拟南芥脂磷酸磷酸酶基因LPP1在植物耐盐机制中的作用及其调控机制，结合转化技术和组学方法，为理解植物的耐盐机制提供一定的基础支持。
《蛋白转移酶AtSEC61-β调节拟南芥Ca依赖性生长的功能研究》篇一摘要本文主要研究蛋白转移酶AtSEC61-β在拟南芥中对于Ca依赖性生长的调控功能。
首先概述了课题的研究背景及意义，介绍了蛋白转移酶及其在生物膜上作用的最新研究进展。
随后，通过实验手段对AtSEC61-β在拟南芥中的功能进行了详细研究，并对其作用机制进行了深入探讨。
最后，总结了实验结果，并提出了对未来研究的展望。
一、引言近年来，蛋白转移酶在植物生长发育过程中所起的作用越来越受到科学家的关注。
作为生物膜上的一种重要蛋白质，AtSEC61-β作为蛋白转移酶的重要成员，其在植物生长发育中起着关键作用。
拟南芥作为一种模式植物，具有较高的研究价值。
因此，本研究以拟南芥为研究对象，探究AtSEC61-β在植物Ca 依赖性生长过程中的作用机制。
二、研究背景及意义AtSEC61-β是一种在植物细胞膜上发挥重要功能的蛋白转移酶。
它参与了蛋白质的跨膜转运过程，对于维持细胞膜的稳定性和功能具有重要作用。
此外，Ca作为细胞内重要的第二信使分子，在植物生长发育过程中起着关键作用。
因此，研究AtSEC61-β在拟南芥中对于Ca依赖性生长的调控功能，有助于揭示植物生长发育的分子机制，为植物生物学研究提供新的思路和方法。
三、实验方法与材料本研究采用拟南芥作为实验材料，通过基因敲除、转基因等技术手段，对AtSEC61-β的功能进行深入研究。
具体实验方法包括：1. 构建AtSEC61-β基因敲除和过表达拟南芥株系；2. 观察并比较不同株系在Ca离子浓度变化下的生长情况；3. 测定并分析各株系中Ca相关基因的表达水平；4. 通过蛋白质组学、生物化学等方法，探究AtSEC61-β与Ca 信号通路的关系及作用机制。
四、实验结果与分析1. AtSEC61-β基因敲除后，拟南芥在Ca离子浓度变化下的生长受到显著影响，表现为生长速度减慢、株高降低等现象；2. AtSEC61-β过表达株系在Ca离子浓度变化下的生长表现较野生型更为稳健；3. 基因表达分析表明，AtSEC61-β与Ca相关基因的表达水平呈正相关；4. 蛋白质组学及生物化学实验结果表明，AtSEC61-β与Ca信号通路存在相互作用，参与了Ca信号的传递和调控；5. 通过进一步分析发现，AtSEC61-β可能通过调控细胞膜上Ca通道的活性，影响Ca离子的内流和释放，从而调节植物的生长过程。
拟南芥高亲和性K+转运体AtHAK5基因表达调控和功能研究的开题报告一、研究背景和意义离子吸收和转运是植物生长和发育过程中的重要环节，钾离子是植物生长中必不可少的营养元素之一，在植物细胞中发挥着重要的作用。
拟南芥（Arabidopsis thaliana）是植物研究的经典模式生物，在拟南芥的研究中发现了很多植物生长发育的重要基因和分子调控机制。
拟南芥高亲和性K+转运体AtHAK5是拟南芥中一个重要的钾离子转运蛋白，在植物对于外源K+离子的吸收和内源K+离子的分配中发挥着至关重要的作用。
因此，对AtHAK5的研究和调控机制的探究具有重大科学意义和应用价值。
二、研究目的本研究旨在研究拟南芥高亲和性K+转运体AtHAK5基因的表达调控和功能，探究AtHAK5在植物细胞内的生理作用和调控机制，以期为解决植物生长和发育中的K+转运问题提供科学依据和理论参考。
三、研究内容和方法1. AtHAK5基因表达调控机制的研究：采用荧光素酶报告基因系统（luciferase reporter gene system），将AtHAK5启动子区域与荧光素酶基因连成一个基因构建体，在拟南芥中进行转化，然后观察AtHAK5启动子受哪些因素的调节。
2. AtHAK5功能研究：通过组织特异性表达AtHAK5的转基因拟南芥（overexpressionof AtHAK5）和AtHAK5功能缺失的突变体拟南芥（knockout of AtHAK5）进行对比研究，测定这些转基因和突变体拟南芥的钾离子吸收能力、生长发育情况以及抗逆性状。
同时运用基因芯片技术、生物信息学分析等方法对转录组数据进行分析，以寻找与AtHAK5功能相互关联的基因。
四、研究预期成果1. AtHAK5基因表达调控机制的研究：预计获得AtHAK5启动子响应因子的信息，为AtHAK5在植物细胞内的调控提供理论依据。
2. AtHAK5功能研究：预计获得AtHAK5的生理作用和调控机制的深入认识，揭示AtHAK5在植物钾离子转运、生长发育、环境应答等方面的重要作用机理。
一、实验背景盐胁迫是影响植物生长发育的重要因素之一，尤其是在土壤盐渍化严重的地区。
拟南芥（Arabidopsis thaliana）作为一种重要的模式植物，其根系生长和生理响应在盐胁迫下的变化已被广泛研究。
本研究旨在探究盐胁迫对拟南芥根系生长及生理响应的影响，并探讨相关基因在盐胁迫耐受中的作用。
二、实验材料与方法1. 实验材料：拟南芥种子（Col-0生态型）、盐胁迫处理剂（NaCl溶液）。
2. 实验方法：（1）种子萌发：将拟南芥种子在1/2 MS培养基中萌发，温度控制在22℃，光照强度为100 μmol·m^-2·s^-1。
（2）盐胁迫处理：将萌发后的拟南芥幼苗分为对照组和盐胁迫组，对照组用去离子水处理，盐胁迫组用不同浓度的NaCl溶液（0、50、100、150、200mmol·L^-1）处理。
（3）根系生长测量：采用根系扫描系统测量幼苗的根系长度、根冠比等指标。
（4）生理指标测定：采用氯化硝酸盐法测定幼苗的Na+、K+含量；采用氮蓝四唑法测定幼苗的SOD活性；采用丙二醛法测定幼苗的MDA含量。
（5）基因表达分析：采用实时荧光定量PCR技术检测相关基因（如SOS1、NIGT1.4、WRKY75等）的表达水平。
三、实验结果1. 根系生长：随着盐胁迫浓度的增加，拟南芥幼苗的根系长度逐渐缩短，根冠比降低，表明盐胁迫抑制了拟南芥根系生长。
2. 生理指标：盐胁迫处理组的Na+含量显著升高，K+含量显著降低；SOD活性降低，MDA含量升高，表明盐胁迫导致拟南芥幼苗的生理代谢紊乱。
3. 基因表达：（1）SOS1基因表达：盐胁迫处理组的SOS1基因表达水平显著升高，表明SOS1在盐胁迫响应中发挥重要作用。
（2）NIGT1.4基因表达：NIGT1.4基因表达水平在盐胁迫处理组中显著降低，表明NIGT1.4可能参与盐胁迫下拟南芥根系生长的调控。
（3）WRKY75基因表达：WRKY75基因表达水平在盐胁迫处理组中显著升高，表明WRKY75可能参与盐胁迫响应。
转拟南芥AtNHX1基因马铃薯耐盐性的田间鉴定转拟南芥AtNHX1基因马铃薯耐盐性的田间鉴定一、引言马铃薯（Solanum tuberosum）是世界上最重要的食用作物之一，然而盐胁迫对马铃薯生长和产量造成了严重的威胁。
为了提高马铃薯对盐胁迫的耐受能力，生物学家开始利用基因工程技术对马铃薯进行转基因改良。
本研究选择了转拟南芥（Arabidopsis thaliana）中的AtNHX1（Na+/H+反转运载蛋白1）基因，希望通过转入该基因使马铃薯获得更强的耐盐性。
为了验证这一假设，我们进行了一项田间鉴定试验。
二、材料与方法1. 马铃薯品种选择：在本研究中，选择了普遍种植的马铃薯品种“皮尔列”（Pierre）作为试验材料。
2. AtNHX1基因转入：通过基因工程技术，将AtNHX1基因导入到“皮尔列”马铃薯中。
转基因马铃薯的获取采用常规的遗传转化方法。
3. 试验设计：将转基因“皮尔列”马铃薯与野生型“皮尔列”马铃薯种植在相同的田块中，分为两个处理组：实验组（转基因马铃薯）和对照组（野生型马铃薯）。
每个处理组设置三个重复。
4. 田间管理：在试验期间，对两组马铃薯进行相同的耕作管理，包括施肥、灌溉、除草等。
5. 盐胁迫处理：在马铃薯生长到特定生育阶段时，给实验组马铃薯进行盐胁迫处理，通过每升地灌溉含250毫摩尔的氯化钠溶液。
6. 观测指标：在盐胁迫处理前后，对两组马铃薯进行一系列生长和生理指标的测定，包括株高、地上部干重、地下部干重、叶绿素含量、相对电导率等。
三、结果与讨论对比实验组和对照组的生长和生理指标可以看出，在盐胁迫下，转基因马铃薯表现出了更好的耐盐性。
1. 株高：实验组的马铃薯在盐胁迫后，相对于对照组，株高更高。
这表明转入AtNHX1基因可以提高马铃薯的生长能力。
2. 干重：在盐胁迫处理后，实验组马铃薯的地上部干重和地下部干重均明显高于对照组。
这说明转基因马铃薯在盐胁迫下有更好的生物量积累能力。
３．１材料的培养与处理第三章材料和方法３．１．１材料的培养盐芥种子（山东型，山东师范大学馈赠），拟南芥（哥伦比亚型）。
图３．１壮苗期拟南芥Ｆｉ８．３·１ＡｒａｂＭｏｐｓ／ｓｔ．ｈａ／／ａｎａｉｎｓｔｒｏｎｇ叩∞ｍ图３－３幼苗期盐芥图３．２抽苔期拟南芥Ｆｉｇ．３－２．４ｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｔｈａ／缸ｎａｉｎｂｕｌｔｉｎｇｓｔａｇｅ图３．４壮苗期盐芥Ｆｉｇ．３－３ＴｈｅｌｌｍｌｇｉｅｌｌａｈａｌｏｐｈｉｌａｉｎｓｅｅｄｌｉｎｇＦｉ９３－４Ｔｌ＇＊ｌｌｕｎｇｉｅｌｌａ蚴妇ｉｎｇ咖ｇｓｐｒｏｕｔ种子播种于营养土；蛭石：珍珠岩（２：ｌ：１）的混合土中，用Ｈｏａｇｌａｎｄ营养液每３ｄ浇一次。
生长条件：每天光照１６ｈ，黑暗８ｈ，光源为Ｔ管，光照强度８０－９５ｌｉｍｏｌｍ。
２ｓ一，相对湿度６０％，８０％（ｄ／ｎ），湿度为２３℃／１８℃（ｄ／ｎ）。
长至４至６片叶时移栽至装蛭石：珍珠岩（１：１）的塑料盆中，每盆栽四株。
当拟南芥幼菌分别长至三周，约６．８片真叶时（其发育期为壮苗期，见图３．１），抽苔期１４第四章抗氧化物酶活性和同工酶谱的变化４．１最佳酶提取缓冲液的选择取拟南芥和盐芥的叶、根，剪碎、研磨后，分别加入１ｍＬ四种较常用提取酶缓冲液匀浆，离一ｔｂ收集粗酶液，对其进行植物抗氧化物酶酶活性测定及同工酶酶谱分析。
４．１．１不同提取缓冲液提取的酶活性的比较根据酶活性在ｕｖ一５５０上显示的趋势，对几种酶液进行适当的稀释，使酶活性变化趋势有规律。
图４．１和图４－２为用Ｕｖ一５５０测定经不同提取酶缓冲液提取的拟南芥叶片ＰＯＤ活性的比较，由各图上纵坐标上的１２０ｓＰＯＤ活性上升的速率和酶液的稀释倍数相乘可以得出以下结果：用０．１２５ＭＴｒｉｓ－ＨＣｌ６．８提取酶液测定的ＰＯＤ活性是用０．１２５ＭＴｒｉｓ—ＨＣＩ８．０提取的约４８倍。
图４．Ｉ拟南芥（Ａｒａｂｉｄｏｐａｉａｔｈａｌｉａｎａ）叶片用０．１２５ＭＴｄｓ－ＨＣＩ８．０提取酶液（未稀释）所测得ＰＯＤ活性的变化趋势图Ｆｉ９４—１ＣｈａｎｇｅｔｅｎｄｅｎｃｙｏｆａｃｔｉｖｉｔｙｏｆＰＯＤｉｎＡｒａｂｉｄｏｐｓｔｓｔｈａｌｉａｎａｌｅａｆｗｉｔｈ０．１２５ＭＴｒｌｓ－ＨＣＩ８．０ｂＩＩ陆（ｎｏｄｉｌｕｔｉｏｎ）圈４．２拟南芥（Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｔｈａｌｉａｎａ）叶片用０．１２５ＭＴｒｉｓ－Ｈｃｌ６．８提取酶（稀释５倍）所涮得ＰＯＤ活性的变化趋势图Ｆｉ９４一ｌＣｈａｎｇｅｔｅｎｄｅｎｃｙｏｆａｃｔｉｖｉｔｙｏｆ咖ｉｎＡｒａｂｉｄｏｐｓｉａｔｈａｌｉａｎａｌｅａｆｗｉｔｈ０．１２５ＭＴｒｉｓ－Ｈａ６．８ｂｕｆｆｅｒ（ｄｉｌｕｔｅ５㈣表４＿ｌ为采用三种提取缓冲液对两种实验材料进行酶的提取进行ＰＯＤ、ＣＡＴ活性测定的结果。
拟南芥Athspr新基因的抗盐性及表达调控研究盐胁迫作为危害植物生长的逆境胁迫之一,几乎对植物的所有生理生化过程都会产生极大影响。
然而,植物细胞可通过不同信号通路的相互作用,在分子水平来调控不同基因的表达及其产物活性,从而产生各种生理应答,最后使植物细胞适应高盐环境。
植物遭受盐胁迫时,一般通过毒性盐离子的外排、区隔化和长距离运输、分子伴侣HSPs (Heat Shock Proteins)的合成,以及胁迫响应基因的表达等策略适应高盐环境。
在以上应答措施中,分子伴侣如HSPs在逆境胁迫应答中所发挥的功能尤为关键,尤其在热激、干旱、盐及重金属等蛋白易受到损伤的胁迫中,HSPs 可保护植物细胞中具有重要功能的新生蛋白,防止其变性,虽然目前关于HSPs及其在盐胁迫应答耐受机制的研究已取得很多重要进展,但是对于其具体分子机理和所涉及的新基因并未有报道。
本研究以一个新的独角金内酯(Strigolactones, SLs)相关的拟南芥Athspr (Arabidopsis thaliana heat shock protein-related)基因及其T-DNA插入的盐敏感性突变体作为研究对象,采取常规形态学比较、生理生化技术、生物信息学、基因克隆、RT-PCR(Reverse transcription polymerase chain
reaction)/QRT-PCR (Quantitative real-time reverse transcription polymerase chain reaction)、Western-blot、基因工程等手段,通过Athspr
突变体的表型和盐耐受性分析、Athspr基因的时空表达模式分析、Athspr基因的互补、过表达和RNAi (RNA interference)干扰研究、以及正常和盐胁迫条件下野生型和突变体中盐胁迫相关基因的表达模式研究,揭示出Athspr基因可能的部分耐盐机制。
所取得的主要研究结果如下：1、在正常土培条件下,成熟
Athspr突变体各器官(叶片、花序茎和果荚)体积减小、叶片深绿和抽薹延迟。
在正常MS培养基条件下,Athspr突变体幼苗可以正常生长,且与野生型没有明显表型差异。
但在盐胁迫条件下,Athspr突变体种子萌发、幼苗及成熟植株的生长对NaCl都表现出超敏感性,并随着NaCl浓度升高而加剧,即使在100 mM NaCl胁迫下,突变体种子萌发和幼苗生长受到严重抑制,叶片黄化,且导致4周大土培的成熟Athspr突变体植株存活率、叶绿素含量和叶片含水量急剧降低,细胞膜损伤程度显著高于野生型；而200 mMNaCl则会导致突变体直接死亡。
此外,Athspr突变体幼苗对Na2SO4和Li+也表现出和在NaCl胁迫下相同的敏感表型；而在渗透胁迫下,野生型和突变体幼苗的生长发育并无显著差异。
2、采用PLACE和Phyre在线软件分析了Athspr启动子元件和ATHSPR蛋白的高级结构域。
Athspr启动子(1670bp)所包含的顺式作用元件主要分为五类：胁迫应答(热激、低氧胁迫、盐胁迫/病原菌、脱落酸/干旱、冷胁迫和机械损伤)、激素应答(赤霉素、生长素、细胞分裂素和乙烯)、光应答、组织器官特异性元件(根、叶片和胚/胚乳特异性)和转录必须元件。
根据以上分析,我们将1670bp的Athspr启动子区域作为Athspr全长基因克隆的一部分。
与ATHSPR蛋白相似结构域的主要有ClpB(Caseinolytic peptidase B)蛋白结构域和AAA-ATPase结构域。
根据对Athspr全长基因的分析,我们成功克隆出5.7kbp的Athspr基因。
3、QRT-PCR和Western blot分析显示Athspr基因及其蛋白在野生型拟南芥不同组织器官中的表达模式由高到低依次为：花器官>花序茎>花序>果荚>根>叶片>幼苗。
4、RT-PCR结果表明Athspr突变体能够表达T-DNA
插入之前的Athspr基因编码序列,而无法正常表达插入之后的序列,且Western blot结果显示突变体也无相应的完整ATHSPR蛋白表达。
5、通过研究Athspr启动子对盐胁迫的应答能力,发现在正常条件
下,PrOAthspr驱动的GUS (β-glucuronidase)表达强度较弱；当150 mM NaCl 处理6h和12h时,可诱导Athspr启动子驱动的GUS表达活性显著高于对照。
此外,150 mM NaCl可诱导野生型中Athspr基因的表达水平明显升高,而盐诱导后突变体中的Athspr-mRNA表达显著高于野生型。
但在盐处理条件下,突变体中的ATHSPR蛋白仍无表达。
6、将构建的
pMDC99-ProAthspr::Athspr表达载体和Athspr基因的干扰表达载体
RNAi-Athspr-pART27,分别转化Athspr突变体和野生型,经PCR和Athspr基因转录水平的验证,筛选出表型稳定的互补、过表达和RNAi干扰转基因株系。
互补转基因植株的表型和耐盐性已完全恢复至野生型。
成熟的Athspr过表达植株长势优于野生型,且耐盐性也有所提高。
而RNAi植株则生长发育延缓、植株矮化、莲座叶数目变少、其抗盐性明显低于野生型,但略高于突变体。
7、QRT-PCR结果显示通过研究野生型与突变体中Na-/K+离子转运相关基因(SOS(Salt overly sensitive)、NHX1
(Na+/H+exchanger 1)、HKT1 (High-affinity K+ transporter 1)和CCO5 (Ca2+activated outward rectifying K+ channel 5))、SL合成及其信号转导基因、胁迫应答标志基因(RD29 (Responsive to dessication 29)、 DREB2A (Dehydration-responsive element-binding protein 2A)和ERD10 (Early Responsive to Dehydration 10))及开花控制基因GIGANTEA (GI)在正常与盐胁迫条件下的表达差异,结果发现在正常生长条件下,以上基因的表达在野生型和
突变体中都没有显著差异。
但在150 mM NaCl处理不同时间后,几乎所有基因在两者中都被显著诱导上调表达。
8、盐胁迫条件下,野生型拟南芥幼苗中SOS1/SOS2/SOS3和KCO5的表达显著高于突变体,且SOS基因的转录表达速率也快于突变体,其中野生型中
SOS2ISOS3转录表达峰值的出现要比突变体早4h。
而突变体中SOS2抑制结合蛋白基因GI和NHX1的转录水平则显著高于野生型。
9、盐处理条件下突变体中SL合成及信号转导基因MAX1(More axillary growth 1) MAX2/MAX3的表达则普遍高于野生型。
此外,NaCl处理12h和24h时,与野生型相比,突变体中MAX4的相对转录水平显著降低。
10、在NaCl胁迫的8h和12h或24h,突变体中RD29和DREB2A的转录水平普遍显著高于野生型。
以上结果首先表明Athspr基因作为HSP100家族中的可能成员,其表达和功能发挥可能受到盐胁迫和发育信号的调控,广泛表达于拟南芥几乎所有组织器官中。
该基因的突变、表达水平降低或蛋白缺失都会导致拟南芥生长发育迟缓、器官体积缩小、盐耐受性降低,而互补和过表达则可恢复和促进拟南芥的生长发育及盐耐受性。
因此,该基因在拟南芥生长发育和盐胁迫应答中具有至关重要的作用。
此外,基因表达研究表明,在盐胁迫下ATHSPR蛋白可能参与SOS和KCO5的转录正调控及开花促进基因GI和MAX基因的转录抑制。
最后,Athspr基因表达极有可能也受到与HSPs相似转录调控模式的控制,即盐胁迫刺激的Athspr基因转录激活和非胁迫条件下或ATHSPR蛋白表达足够多时所产生的转录抑制。
