《麥冬ERF轉錄因子的克隆與功能研究》是依託北京林業大學，由韓烈保擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：麥冬ERF轉錄因子的克隆與功能研究
- 依託單位：北京林業大學
- 項目負責人：韓烈保
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
麥冬（Ophiopogon japonicus）是百合科沿階草屬多年生常綠草本植物，具有抗逆性強，綠期長，耐蔭性強等特點。因此，從麥冬中挖掘優質的抗性基因資源，可以為培育出抗逆性強、綜合性狀良好的轉基因草坪草奠定基礎。本項目在建立乙烯誘導的抑制性差減文庫及全長cDNA文庫的基礎上獲得麥冬OjERF基因全長序列，並対該基因的序列進行生物信息學分析；以均一化的cDNA為模板，觀察OjERF基因在乾旱、低溫和鹽迫誘導下的表達模式及建立整個生長周期各部位（根、匍匐莖、葉）的表達模型；同時分析該基因的核定位功能以及與GCC-box、DRE-CRT順式作用元件的結合特性和轉錄調控激活作用。通過構建植物表達載體將OjERF基因轉入菸草中，觀察該基因對植株抗逆性的影響，並對下游抗逆功能基因的表達情況進行分析，進而全面揭示麥冬OjERF基因的功能以及在非生物脅迫的信號傳導途徑中所發揮的作用。
結題摘要
麥冬是非常重要的多年生常綠植物，在中國分布廣泛，經常被用作園林綠化植物，也是非常重要的中國傳統藥材。麥冬抗性強。克隆耐旱和耐鹽鹼相關的基因，研究其在植物脅迫回響機制中的作用和功能能夠為植物抗性育種提供理論依據和育種基因資源。本項目成功克隆並鑑定了麥冬的OjERF轉錄因子，並對OjERF基因的功能通過過表達菸草進行了分析。研究結果顯示： 1. OjERF具備一個AP2/ERF典型結構域，推測它具有核定位信號和轉錄激活區，N-端保守的胺基酸MCGGAII元件，將它歸屬於ERF類轉錄因子第四類，是麥冬轉錄因子家族中的新基因。 2. 基因表達譜研究結果表明OjERF基因在根莖葉中都表達，不具有組織特異表達性，且 OjERF基因在麥冬中的表達受到乾旱、高鹽、低溫、ABA和乙烯不同程度的誘導。亞細胞定位結果顯示：OjERF蛋白定位於細胞核中。轉錄自激活分析證明該基因具備轉錄自激活功能。 3. 過表達OjERF的轉基因菸草中，在鹽脅迫下，和對照相比葉綠素含量升高3倍。乾旱處理20天，轉基因菸草的電解質滲透率，丙二醛含量均低於對照。此外，脯氨酸含量，抗氧化酶活性如SOD，CAT均高於對照。說明OjERF提高了菸草的耐旱性和耐鹽性。此外，過表達OjERF的菸草植株中，抗性相關基因如NtERDlOB, NtERDlOC, NtERF5, NtSOD and NtCATl以及ABA合成相關基因都受到誘導表達。
