《一種麻瘋樹ERF類轉錄因子在逆境回響中的功能分析》是依託四川大學，由魏煒擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：一種麻瘋樹ERF類轉錄因子在逆境回響中的功能分析
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：魏煒
- 依託單位：四川大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
從重要能源植物麻瘋樹（Jatropha curcas）中克隆得到一個ERF類轉錄因子（JcERF-1），在麻瘋樹遭受乾旱、高鹽、低溫脅迫以及激素處理時，該轉錄因子的表達可被誘導上調。JcERF-1的體內轉錄調控特性分析發現，JcERF-1對下游相關功能基因具有轉錄激活作用，JcERF-1蛋白在洋蔥表皮中的亞細胞定位分析表明，JcERF-1基因主要在細胞核內特異表達。在此基礎上，我們將採用一系列分子生物學及基因功能研究方法和技術，系統研究JcERF-1基因調控麻瘋樹抗逆境反應和抗逆性狀建立等方面的分子生物學功能，闡明JcERF-1基因與植物幾種信號傳導（包括SA、JA 和乙烯介導的信號傳導）途徑相關性及其在上述信號途徑之中所處位置。以上研究結果的獲得將為麻瘋樹的定向改良，從而擴大能源植物環境適應性提供理論支持和技術保障。
結題摘要
植物在生長、發育過程中會受到多種逆境因子的脅迫，但植物在長期的適應和演化過程中，形成了一整套有效適應逆境的複雜信號傳導網路,轉錄因子在其中發揮了重要的作用。發現並驗證具有特定功能的轉錄因子，通過增強其表達使植物的抗逆性得到綜合的、根本性的改良，這與導入或改良個別功能基因來提高抗性的傳統方法相比，將是提高植物抗逆性的更為有效的方法和途徑。本研究利用分子生物學的手段從麻瘋樹幼苗中克隆到一個新的ERF轉錄因子基因（JcERF1）並對其功能進行了研究。主要結果如下：1、對該基因序列進行分析發現：其全長l552bp，含有一個1158bp的ORF，編碼385個胺基酸，具有典型的AP2/EREBP結構域。2、JcERF1基因的表達模式分析發現，它對乾旱、高鹽、ABA、乙烯具有不同程度的回響。3、JcERF1基因的亞細胞定位分析發現該基因定位於細胞核中。4、酵母自激活實驗發現該基因可激活下游報告基因的高效表達，而且其C端的胺基酸序列對該基因發揮轉錄激活作用是必須的。5、構建了JcERF1的原核表達載體，並成功表達JcERF1蛋白，為轉錄因子的凝膠阻滯實驗奠定基礎。6、檢測鹽脅迫條件下轉JcERF1基因菸草和野生型種子的萌發率以及長勢發現，轉基因型菸草種子萌發率及生長趨勢明顯優於野生型。7、檢測高鹽和乾旱脅迫條件下轉JcERF1基因菸草和野生型幼苗的生理生化指標，發現兩者的可溶性糖、游離脯氨酸和丙二醛含量都有所上升，且轉基因型菸草的可溶性糖和游離脯氨酸含量上升的幅度明顯高於野生型，但轉基因型菸草的丙二醛含量的上升幅度明顯低於野生型菸草。8、構建了針對JcERF1的RNA干擾載體，將其導入JcERF1過表達型菸草中，獲得了JcERF1沉默型菸草，對野生型、轉基因型和沉默型菸草的生理生化指標作了測定。發現JcERF1基因在被沉默後其抗逆能力明顯下降，這說明菸草抗逆性的獲得可能正是JcERF1基因過量表達的結果。9、選擇了與菸草抗逆作用有緊密聯繫的多個基因作為研究對象，比較了它們在野生型和轉基因型菸草中的表達量。發現JcERF1基因的表達不同程度的上調了這幾個基因的表達。說明JcERF1基因可以通過調控一系列基因的協同表達來應對逆境脅迫。獲得的研究結果對於麻瘋樹的定向改良，從而為達到提高生物質產量與擴大能源植物環境適應性的目的提供了理論依據。
