《水稻鋅指蛋白ZFP182對OsDREBs基因的調控及其抗逆機理研究》是黃驥為項目負責人，南京農業大學為依託單位的面上項目。
基本介紹
- 中文名：水稻鋅指蛋白ZFP182對OsDREBs基因的調控及其抗逆機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：黃驥
- 依託單位：南京農業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
水稻鋅指蛋白基因ZFP182的表達受低溫、高鹽和乾旱脅迫的誘導。ZFP182定位於細胞核內且具有轉錄激活功能，其過量表達提高了水稻的耐鹽、耐冷和抗旱性。通過基因晶片和定量RT-PCR技術，我們發現ZFP182促進了水稻OsDREB1A, OsDREB1B和OsDREB1H基因的表達。本研究擬深入研究ZFP182對OsDREBs基因的調控及抗逆機理。通過凝膠電泳阻滯實驗研究ZFP182與3個OsDREBs基因啟動子的互作；利用水稻愈傷組織的瞬時表達研究技術，體內分析ZFP182對OsDREBs基因的表達調控；獲得ZFP182的RNAi轉基因植株，研究ZFP182是否對於OsDREBs基因的表達以及水稻的耐逆性是必須的；通過基因晶片技術鑑定非生物脅迫下通過ZFP182信號通路調節的下游基因；最後通過酵母雙雜交技術鑑定與ZFP182互作的蛋白，進一步研究ZFP182參與的水稻非生物脅迫應答網路。
結題摘要
ZFP182是本實驗室鑑定的脅迫相關水稻C2H2型鋅指蛋白基因。ZFP182定位於細胞核內，並能夠形成同源二聚體，具有轉錄激活能力。ZFP182在水稻中的過量表達能夠提高轉基因植株的耐鹽、耐冷和抗旱性。非生物脅迫下ZFP182能夠促進脯氨酸和可溶性糖的積累。基因晶片分析和水稻愈傷組織瞬時表達實驗表明ZFP182能夠調節多個抗逆相關的OsDREB基因的表達。ZFP182不能直接結合OsDREB基因的啟動子序列，也不能結合雙子葉植物鋅指蛋白的目標序列EP2，但可以識別DBS元件。ZFP182基因啟動子區域存在2個DRE-like元件，這些元件的突變可以導致脫水脅迫對ZFP182基因的誘導水平下降。這些結果表明ZFP182調節了OsDREB基因的表達，同時也受DREB/CBF類轉錄因子的調控。為了進一步研究ZFP182的功能，獲得了ZFP182抑制表達的RNAi轉基因水稻，但是 ZFP182表達水平的下降沒有改變轉基因植物的耐逆性，表明可能存在同源基因的功能冗餘。通過共表達基因分析，發現另一個C2H2型鋅指蛋白基因ZFP150的基因序列、表達模式都與ZFP182高度相似，可能與ZFP182功能冗餘。ZFP150基因的過量表達提高了轉基因水稻的耐逆性。基因晶片技術還鑑定了1個ZFP182下游基因OsCUT1，該基因編碼編碼3-酮醯輔酶A合酶，該酶是超長鏈脂肪酸（VLCFAs）碳鏈延長的限速酶，參與了蠟質的生物合成。過量表達OsCUT1基因的水稻轉基因植株提高了耐旱性。以缺失C端8個胺基酸殘基的ZFP182為誘餌蛋白，通過酵母雙雜交實驗鑑定了23個蛋白，其中4個為核糖體蛋白亞基。通過雙分子螢光互補技術和Pull-down技術證實了ZFP182能夠與一個泛素核糖體延伸蛋白(ZIURP1)互作。本項目揭示了水稻C2H2型鋅指蛋白ZFP182與DREB類轉錄因子的關係，闡述了ZFP182同源基因ZFP150以及ZFP182下游調控基因OsCUT1的抗逆功能，分析了ZFP182的互作分子網路，對於ZFP182介導的水稻抗逆機制進行了系統的闡述和討論。本項目發表標註SCI收錄論文5篇，申報國家發明專利1項。
