摘要
干旱是限制作物生长和产量的主要环境胁迫因素之一，挖掘和利用耐旱基因来提高作物抗旱性有着非常重要的意义。本研究在烟草中克隆了一个受干旱诱导剧烈上调表达的基因NtabDOG1L，从其在不同组织器官和非生物胁迫下的表达模式，亚细胞定位，过表达转化烟草等方面，对该基因在抗旱中的功能进行了系统研究。主要研究结果如下: (1)用同源克隆法从烟草品种K326中获得了NtabDOG1L基因的序列信息，生物信息学分析发现，四倍体普通烟草有两个NtabDOG1L的同源序列，分别来自二倍体烟草N.tomentosiformis(TT)和N.sylvestris(SS)，命名为NtabDOG1L-T和NtabDOG1L-S。NtabDOG1L编码区序列长度为741bp，编码一个包含246个氨基酸的蛋白质，通过蛋白质结构域预测显示该蛋白没有典型的结构域，Pfam数据库分析显示该蛋白属于DOG1家族。设计特异引物扩增ATG上游启动子序列并对其进行分析发现，NtabDOG1Ls启动子序列含有ABRE元件、TCA-element、CGTCA-motif、ERE、AuxRR、TATC-box和MBS等调控元件。 (2)利用qPCR技术对NtabDOG1L在普通烟草K326各个组织器官和不同非生物胁迫下的表达模式分析发现，该基因主要在根中表达，在侧根的表达水平最高，其表达受PEG、NaCl、低温和ABA的诱导。将构建好的带有目的基因和GFP标记的载体，瞬时转化到烟草中进行亚细胞定位，分析表明NtabDOG1L-T在细胞核，细胞质和细胞膜中均有表达。 (3)通过农杆菌介导的叶盘转化法，将构建好的pWM101∶NtabDOG1L-T过表达载体转化到烟草中，筛选鉴定得到过表达转基因植株，过表达NtabDOG1L植株根系生长旺盛，在干旱胁迫下与对照相比，过表达植株具有较低的叶片失水率、电解质渗漏和丙二醛(MDA)含量，较高的抗氧化酶活性，编码关键抗氧化酶和干旱相关蛋白基因的表达水平显著提高。过表达NtabDOG1L能够显著提高烟草的抗旱性。
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