赤桉ICE1調控低溫脅迫回響的分子機理研究

《赤桉ICE1調控低溫脅迫回響的分子機理研究》是依託華南農業大學，由林元震擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：赤桉ICE1調控低溫脅迫回響的分子機理研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：林元震
• 依託單位：華南農業大學

項目摘要

本項目擬以選育出耐寒性強的赤桉103為主要試材，在已初步分析轉錄因子EcaICE1基因的分子功能基礎上，進一 步研究EcaICE1調控低溫脅迫應答的基因網路及其功能分析。運用分子細胞生物學、分子生物學等理論和技術體系，研究目的基因EcaICE1在赤桉中的時空表達和基因定位以及功能互作，明確EcaICE1蛋白的表達和功能特性。同時利用赤桉超表達、amiRNA干擾表達等手段，從野生型、超表達、缺失突變體赤桉的形態結構、生理生化及分子變化等角度入手，結合mRNA、基因晶片分析，研究EcaICE1調控植物低溫脅迫應答的基因網路及其功能，從中探討EcaICE1的抗寒功能及其調控機理。上述這些研究的目的是從細胞及分子水平上弄清轉錄因子EcaICE1在植物低溫脅迫中的調控基因網路，建立EcaICE1調控低溫脅迫基因應答途徑的理論模型，為研究桉樹抗寒機制及遺傳改良奠定基礎，具有重要的理論意義。

結題摘要

ICE1是植物耐低溫脅迫的關鍵性轉錄因子，本項目以赤桉103為試材，運用分子細胞生物學、分子生物學和生物信息學等理論和技術體系，研究目的基因EcaICE1的時空表達和基因定位以及蛋白互作，明確EcaICE1的表達和功能特性；同時結合表型形態、生理生化測定和分子變化等方面，研究EcaICE1在植物低溫脅迫中的分子調控功能。首先通過低溫脅迫的轉錄組分析，初步弄清了部分相關的上下調基因差異表達特徵；通過定量PCR和亞細胞定位，證實了EcaIcE1是組成型表達，且其定位於細胞核。轉錄激活試驗表明，第84-126個胺基酸區域是EcaICE1轉錄激活區；使用雙螢光分子互補證實赤桉EcaICE1和EcaSIZ1、EcaHOS1可以在細胞核內發生蛋白互作；酵母雙雜技術分析結果顯示，EcaICE1蛋白C端的第361-557個胺基酸區域是其與EcaSIZ1互作的關鍵區域，EcaICE1蛋白N端的第126-185個胺基酸區域是其與EcaHOS1互作的關鍵區域；通過點突變和酵母雙雜技術分析，證實第158位的S胺基酸是EcaICE1與EcaHOS1蛋白互作的關鍵磷酸化位點；擬南芥ice1突變體與野生型在苗期的表型、葉綠素光合特性存在一定差異，但基因表達類似。上述這些研究的目的是從細胞及分子水平上弄清轉錄因子EcaICE1在植物低溫脅迫中的調控基因網路，建立EcaICE1調控低溫脅迫基因應答途徑的理論模型，為研究桉樹抗寒機制及遺傳改良奠定基礎，將具有重要的理論意義和廣泛的套用前景。