2011年植物生理学课件10.11.pdfVIP

5.1.4 盐诱导蛋白 • LEA 基因是在种子成熟和发育阶段表达的基 因, 在种子发育过程中的胚胎晚期引起LEA 蛋白的高度富集。 • 除此之外，在植物受到干旱、低温和盐渍 等环境胁迫后造成脱水的营养组织中，LEA 基因也有所表达。 • LEA 基因表达与植物的环境胁迫成正相关。 • 在胁迫条件下，LEA蛋白对植物细胞起保护 作用。 • 利用基因工程方法，在其他植物，特别是 有经济价值的作物中,通过转基因的方法， 使转基因植物中LEA基因大量表达，从而积 累LEA蛋白，可以提高非盐生植物的抗渗透 胁迫能力。 • 对LEA 蛋白的深入研究，不仅有助于了解植 物抗逆性的分子机制，而且可以为植物抗逆 性调节提供新的思路； • 同时，分离、克隆与植物抗逆有关的LEA 基 因，可以用于植物的抗逆性基因工程育 种，特别是抗旱育种。 • Xu 等 （1996）将大麦的LEA蛋白基因（HVA1 ） 转入水稻中，发现该蛋白在转基因水稻的 根和叶中大量表达，第二代转基因水稻明 显表现出抗旱和抗盐的功能，而且提高的 幅度与LEA蛋白的表达量一致。 • 结果还显示，处于同一发育时期的转基因植 株叶片发生萎蔫的时间要比对照晚1-2天，萎 蔫的程度也要比对照植株低。 • 此外，转基因植株的生长速率要比对照植株 高。 • 在盐胁迫下，转基因植株的长势明显优于对 照植株。 • 抗性的增强还反映在去除胁迫条件后转基因 植株可以较快恢复正常状态。 钙依赖/钙调素不依赖的蛋白激酶(OsCDPK7) 是一种依赖于Ca2+ 的参与寒冷与盐胁迫 的正向调节因子。 • 已有资料报道OsCDPK7 在根的中柱和花冠 维管束中大量表达，同时，该基因也在花 冠维管束鞘以及根的厚壁组织中表达。 • Saijo 等（2001 ）制备了过量表达OsCDPK7 基因的转化体，转化体中加入了花椰菜病 毒35S启动子，证实了上述结果。 5.1.5 调控基因及转录因子 • 转录因子是指那些专一结合于DNA 的特定列 上的、能激活或抑制其他基因转录的蛋白质。 • 植物中的转录因子，有相当一部分与抗逆性 相关。 转录因子作用示意图 • 由于在逆境条件下，一些逆境相关的转录 因子能调节功能基因的表达和信号转导， 他们在转基因植物中的过量表达，会激活 许多抗逆功能基因的同时表达，可以通过 转化调节基因来提高植物的耐受性。 • 这些基因可以协调或影响信号系统中其他 胁迫基因的表达。因此，在植物耐盐工程 方面可能具有独特的价值。 • 同时，转录因子在基因的表达调控中也起 到了关键作用。 • 编码转录因子的基因，以及参与植物耐盐 相关基因表达调控的反式作用因子与相应 的顺式转录控制元件相互作用，控制功能 相关的多个基因的表达，在植物耐盐转基 因研究中有较大的应用潜力。 • 一个转录因子可以调控多个与植物干旱、高 盐及低温耐性相关功能基因的表达。 DREB基因： DREB即干旱脱水应答元件，是目前研究较 多的抗非生物胁迫的转录因子。 作用 • DREB转录因子由逆境胁迫诱导产生后，可 激活其他多达12个依赖DREB顺式作用元 件，如TATA-box 、G-box 、LTRE等抗逆功能 基因，引起脯氨酸及蔗糖含量提高，从而 增强植株对干旱、冷冻和盐碱等多种逆境 的抵抗性。 OsbZIP23- 水稻亮氨酸拉链转录因子家族成员之一。 • Xiang 等（2008 ）为研究其功能和细胞内的 定位将其转化酵母细胞，发现OsbZIP23 作 为转录激活因子而发挥功能。 • 用OsbZIP23-绿色荧光蛋白在洋葱(Allium cepa)细胞中的瞬时表达确定了该蛋白在核 内的定位。 • 同时还发现，表达OsbZIP23 的转基因水稻 表现出对干旱、高盐很强的耐受性以及对 ABA 的敏感性。 • 而且，该基因的缺失突变体对高浓度的ABA 、 高盐和干旱胁迫表现出明显的敏感性降低及 耐受性降低的现象。 • 该缺陷表型可通过将OsbZIP23 转入该突变 体中