火龙果DREB1D基因的克隆及在转基因拟南芥中的功能分析

Cloning of DREB1D gene from pitaya and its functional analysis in trans-genic Arabidopsis thaliana

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摘要[目的]DREB(dehydration responsive element binding)是一类脱水响应元件结合蛋白,在植物响应高温、干旱、高盐和低温等多种非生物胁迫过程中发挥关键作用.以紫红龙火龙果(Hylocereus monacanthus)为材料,克隆得到DREB转录因子,并命名为HmDREB1D(HU02G01866.1),探究其生物学功能.[方法]构建HmDREB1D基因植物过表达载体,通过亚细胞定位分析HmDREB1D基因在细胞中的位置.异源转化拟南芥,对T3代纯合系转基因拟南芥(OE3、OE4、OE5)进行生物学功能验证.[结果]火龙果HmDREB1D基因的开放阅读框全长723 bp,产生的蛋白定位于细胞核内,属DREB1s亚家族,具有典型的AP2结构域.将HmDREB1D基因转化至拟南芥获得超表达转基因株系,与野生型相比,转基因株系表现出较高的抗逆性.在干旱胁迫下,转基因植株T3代纯合系种子的萌发率高于野生型.转基因植株的叶片在逆境胁迫下表现出更低的电导率及更高的保护性酶活性.实时荧光定量PCR分析显示,RD20、HSP70和COR15A等逆境胁迫响应基因在HmDREB1D基因超表达植株中具有更高的表达量.[结论]过表达Hm-DREB1D基因通过调控抗逆相关基因表达,加速清除植株内的活性氧,增强植株的抗逆性.