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资源植物盐芥高盐响应基因cAPX克隆及功能和调控机理的比较研究与评价
  • 项目名称:资源植物盐芥高盐响应基因cAPX克隆及功能和调控机理的比较研究与评价
  • 项目类别:面上项目
  • 批准号:31070289
  • 申请代码:C020601
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2011-01-01-2013-12-31
  • 项目负责人:张根发
  • 负责人职称:教授
  • 依托单位:北京师范大学
  • 批准年度:2010
中文摘要:

盐芥是拟南芥近缘种,具很强的耐盐性,在300mM NaCl土壤中可完成生活史,能耐受500mM NaCl高盐,是理想的盐生模式植物和优异的基因资源植物。本实验室有多年工作基础,特别是成功地利用蛋白质组学、质谱分析技术检测出100多个差异蛋白,对上调和下调的基因类群的抗盐机理进行了分析。抗氧化途径是耐盐的重要一环,特别是其中起重要作用的细胞质定位的APX基因(cAPX)是应答环境胁迫的重要抗逆基因,但目前在抗盐方面研究较少。本研究旨在通过盐芥高盐胁迫响应的cAPX基因的克隆,超表达和抑制表达转化载体构建和植物转化验证该基因的抗盐功能,并通过拟南芥和盐芥cAPX抗盐响应的表达模式和功能的比较分析来评价盐芥cAPX1和cAPX6的抗盐性和应用潜力,同时对盐芥cAPX启动子进行分析,阐述cAPX响应盐胁迫应答的分子调控机制,为进一步研究作物抗逆分子机理提供理论依据,为抗盐作物育种提供新的基因资源。

结论摘要:

盐芥是一种真盐生植物,由于其基因组小、生活周期短、种子产量多等优势正成为一种新型的、有前景的模式植物。盐芥与拟南芥的基因组序列相似性非常高(cDNA序列相似性为92%),但其表现出更强的非生物胁迫耐受性,能耐高盐、干旱、冷冻等。为了阐释盐芥的非生物胁迫耐受机理,我们克隆了盐芥的Apx1和Apx6基因,并将其转入野生型拟南芥中。 通过转基因拟南芥植株的耐盐性实验表明,过表达TsApx1或TsApx6可有效清除植物细胞内的活性氧,使植物免受活性氧伤害,提高拟南芥的耐盐性。启动子特征分析显示,TsApx1和TsApx6启动子均具有与防御胁迫响应相关的元件,有潜在应用价值。此外,盐芥表达模式分析表明,在正常生长条件下TsApx1即处于高表达状态,高盐胁迫可进一步诱导其表达。这些成果为深入探索盐芥的植物耐盐、抗逆分子机理打下了良好的基础,具有重要的科学价值和参考意义。 项目共发表学术论文9篇,其中SCI论文3篇,申报专利4项(已获得授权3项)。培养博士生3名,硕士生4名。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 15
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