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拟南芥SAURX基因在植物生长与逆境胁迫响应中的功能研究

吴月鹏

拟南芥SAURX基因在植物生长与逆境胁迫响应中的功能研究

吴月鹏1
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作者信息

  • 1. 中国科学院大学
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摘要

植物在生长发育过程中,经常会受到干旱、盐碱等各种逆境胁迫的影响,导致生长发育受阻、产量减少。目前,利用转基因技术导入抗逆相关基因获得转基因植株虽然一定程度改善了植物抗逆性,但是也存在转基因植株的生长发育受阻、矮化等问题,导致不能很好的运用于农业生产。植物感受和响应逆境胁迫是一个复杂的的生物学过程,研究发现ABA在这个过程中起重要的调控作用。此外,多种激素间的交互作用,包括ABA与细胞分裂素、赤霉素和生长素,对调控植物耐逆与生长间的平衡也起到了重要作用。生长素是一类重要的植物激素,在植物生长发育过程中起重要作用。但是生长素及其与之相关的基因参与调控植物逆境胁迫响应的机制还有待研究,因此研究生长素参与植物响应逆境胁迫的调节机制具有重要的意义。 本文研究发现一个生长素早期响应基因AtSAURX可能参与植物感受和响应水分胁迫过程,因此我们对AtSAURX在逆境胁迫下的功能进行了详细分析。通过qRT-PCR检测,我们发现AtSAURX基因的表达明显受外源ABA处理的下调,并瞬时受干旱胁迫的上调;拟南芥原生质体的瞬时表达结果表明AtSAURX蛋白分布于细胞膜上和细胞质中;AtSAURX过表达植株表现出对低水势胁迫、干旱和高盐处理敏感;AtSAURX过表达植株的离体叶片失水速率明显快于野生型,相同环境下明显萎蔫的更快;ABA诱导的气孔关闭过程明显受到抑制。另一方面ASAURX过表达植株生长速度在营养生长阶段较野生型更快,侧根数目明显多于野生型植株,并且在萌发及生长阶段表现为较野生型对外源ABA处理更敏感;利用qRT-PCR检测发现,在AtSAURX过表达植株中与干旱胁迫及ABA合成相关基因的表达量明显低于野生型。综上,本文研究表明AtSAURX可能主要参与调控逆境胁迫信号诱导的气孔开闭过程,并在植物对干旱、盐胁迫的响应过程中起负调控作用。进一步利用该基因的突变体研究和揭示该基因在调节植物生长和胁迫响应中的作用,有助于我们更好的认识植物是如何调节生长发育与逆境胁迫之间的关系,以及植物激素在这个过程中的作用,进而为指导农作物改良和分子育种提供理论依据。

关键词

植物生长/逆境胁迫/植株抗逆性/基因表达

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授予学位

硕士

学科专业

生物工程

导师

秦峰

学位年度

2014

学位授予单位

中国科学院大学

语种

中文

中图分类号

Q94
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