玉米干旱誘導(dǎo)基因的克隆及功能鑒定

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1、玉米千旱誘導(dǎo)基因的克隆及功能鑒定摘要干旱是影響玉米產(chǎn)量的重要的非生物脅迫因素，干旱等非生物脅迫能夠誘導(dǎo)植物表達(dá)一些反應(yīng)蛋白，這些蛋白在植物抗逆中起到重要作用。在本實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建的干旱鹽堿共脅迫玉米全組織EST文庫(kù)中，我們找到了一個(gè)干旱誘導(dǎo)基因片斷。我們將其命名為RA33G4．用51RACE的方法，我們獲得RA33(74全長(zhǎng)eDNA．RA33G4全長(zhǎng)cDNA．含有478個(gè)堿基對(duì)，其ORF編碼58個(gè)氨基酸，是一個(gè)含有兩個(gè)跨膜區(qū)結(jié)構(gòu)的小型蛋白．通過序列分析和相關(guān)文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)RA33G4屬于一個(gè)高度保守的蛋白家族，該蛋白家

2、族具有保持脅迫環(huán)境下的細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要功能。為了研究RA33G4基因在玉米抗旱過程中的作用，構(gòu)建了RA33G4植物表達(dá)載體，將上述表達(dá)載體導(dǎo)入農(nóng)桿菌并用于侵染玉米．使其在玉米中過量表達(dá)。經(jīng)過PCR檢測(cè)得到4株轉(zhuǎn)基因玉米植株，定量PCR顯示RA33G4在轉(zhuǎn)基因玉米中表達(dá)量大量提高。對(duì)轉(zhuǎn)基因株系進(jìn)行5％的PEG濃度的模擬干旱脅迫，結(jié)果顯示轉(zhuǎn)基因苗較野生型植株萎焉度低，轉(zhuǎn)基因植株顯示出了明顯的耐旱性，說明在玉米中大量表達(dá)RA33G4能提高玉米抗旱性。同時(shí)，我們建立了高效快速的玉米轉(zhuǎn)化系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：玉米抗旱RA33G4

3、基因農(nóng)桿菌叢生芽，1r^掣日★詩(shī)^CloningofMaizeDroughtInduceGeneFull—lengthcDNAandIt’sFunctionTestingAbstractDroughtisoneofmajorabioticstresswhichcangreat即reducetheproductionofmaize．Plantshavesomestress-responslvegenes,whichareimportantforplantstoadapttoabiotiestress．Wehad

4、previouslyconstructednESTfibrarybyusingcontrolanddrought-，salt-,andmlkaHco-stressedmaizetissues．FromthatlibrarywefindaESTofdroughtinducedgene，andwenameitRA33G4．byusin95’RACE’wegetfullIongthcDNAofRA33G4．cDNAofRA33G4has478bpinlength．encodesadeduced58a．a(chǎn)．prote

5、in．RA33G4proteinhastwotransmembraneregious．ByBLASTsearch，wefindRA3364belongtoaconservedfamily,whichhaveimportantfunctioninremaincellstructureatabioticstress．ToidentifythefunctionofRA33G4,weconstructRA33G4’spJantexpressplasmid，andwetransformittomaizebyAgroba

6、cteriumTumefacicns．Wegetfourtransgenicmaizes，whichhavebeentestedbyPCR．QuantitativePCRdemonstratedthatRA33G4geneover-expressedintransgeniemaizes．Wetesttransgenicmaizeatdroughtstressbyusing5％PEG,andwefindthattvansgenicmaizehavemoreabilitytoresistdrou【ghtstres

7、s．Andwedevelopnefficientandspeedymaizetransformationsystem．KeyWords：；Maizedrought-resistanceRA33G4geneAgrobactcrinmTumefaciensmultipleshootsIl^-矗Ⅳ'≯1．1干旱對(duì)玉米的影響1．1．1玉米國(guó)內(nèi)外的生產(chǎn)狀況一、刖置玉米(zeamaysL．)，亦稱“玉蜀黍”、“包谷”、“包蘆”、“珍珠米”等。掘考證，玉米原產(chǎn)于南美洲。7000年前美洲的印第安人就已經(jīng)開始種植玉米，與其它主

8、要糧食作物比較，世界玉米平均產(chǎn)量為每公頃3．30噸，而小麥僅為1．89噸，水稻為2．835噸，玉米居第一位0981)；從最高單位面積產(chǎn)量看，玉米每畝產(chǎn)量達(dá)1548千克，小麥為966．65千克，稻為876千克【lJ。世界上玉米生產(chǎn)先進(jìn)的國(guó)家如荷蘭、希臘、新西蘭、意大利、奧地利、法國(guó)、西班牙、加拿大、美國(guó)，玉米單產(chǎn)都在7000千克／hm2以上，希臘和新西蘭分別為9876和9355千克／11In2【2】。