《胡楊鈣依賴蛋白激酶基因PeCPK10功能鑑定及調控機理研究》是依託北京林業大學，由陳金煥擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：胡楊鈣依賴蛋白激酶基因PeCPK10功能鑑定及調控機理研究
- 依託單位：北京林業大學
- 項目負責人：陳金煥
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
CDPK作為鈣信號的重要初級感受器，在植物抵抗乾旱、高鹽等非生物逆境脅迫中具有重要作用。本項目以強抗逆樹種胡楊為材料，在前期cDNA-AFLP篩選及轉錄組分析的基礎上，開展PeCPK10參與胡楊非生物逆境脅迫信號的研究：構建GFP融合表達載體在擬南芥中進行過量表達、突變體回補等，分析PeCPK10在非生物逆境脅迫下的功能：利用顯微技術及非損傷微測技術分析不同基因型中由ABA及鈣離子引起的氣孔開度變化、亞細胞定位情況及K+流的變化；通過GC-MS及螢光定量分別分析不同基因型中代謝組分及基因表達情況的變化；開展84K楊的遺傳轉化研究，探索利用PeCPK10創建楊樹抗逆性優良種質資源的理論依據。項目預期將揭示PeCPK10在胡楊鈣信號介導的抗逆信號調控途徑中的作用，進一步解析胡楊抗逆性形成的機理。
結題摘要
通過本項目的實施，完成了全基因組水平胡楊中CDPK家族的篩選及鑑定工作，分離出一個受乾旱、高鹽誘導表達的鈣依賴蛋白激酶基因PeCPK10，通過研究不同脅迫處理下PeCPK10 的表達模式，得出 PeCPK10受乾旱、高鹽以及寒冷的誘導，同時受到ABA的微弱誘導。因此，PeCPK10作為鈣依賴蛋白激酶基因參與了胡楊中的非生物逆境脅迫回響。我們採用擬南芥原生質體表達法、菸草瞬時侵染法等多種研究手段對PeCPK10進行了亞細胞定位研究，結果顯示，使用擬南芥原生質體和洋蔥為瞬時表達受體時，PeCPK10定位在細胞核和細胞質中，而使用菸草轉化法時PeCPK10主要定位在氣孔的細胞核中，推測細胞質中的CDPK利於感知鈣信號，而細胞核中的CDPK則有利於調節轉錄因子等核信號因子。將PeCPK10構建到植物表達載體pBI121載體中，採用農桿菌花序浸染法對擬南芥哥倫比亞野生型進行轉化。利用T3代純合子中的L1和L5兩個株系進行了抗逆性測試。通過高鹽、寒冷、乾旱等控制處理測試，發現轉基因株系均較野生型表現良好，說明PeCPK10的超表達能夠增強植株的非生物脅迫抗逆性能。與擬南芥PeCPK10基因相比，PeCPK10能夠增加轉基因株系的抗冷型，說明胡楊和擬南芥的同源基因之間存在差異。ABA處理實驗顯示，PeCPK10轉基因植株對ABA的敏感性提高。進一步利用基因晶片對PeCPK10的下游基因進行研究，發現超表達PeCPK10能夠引起下游ABA誘導基因及非生物脅迫抗逆基因的高表達，這可能是 PeCPK10行使抗逆功能的機制。 以上研究成果發表在,,, ,等SCI期刊上，均已標註課題號並致謝。
