玉米锌指蛋白基因ZmAN14过表达转基因烟草对非生物胁迫的响应

文献类型： 中文期刊

第一作者： 宣宁

作者： 宣宁;柳絮;张华;陈高;刘国霞;边斐;姚方印

作者机构：

关键词： 玉米;锌指蛋白;Zm AN14;非生物胁迫;转基因烟草

期刊名称： 中国农业科学

ISSN： 0578-1752

年卷期： 2015 年 48 卷 05 期

页码： 841-850

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 【目的】Zm AN14是玉米A20/AN1型锌指蛋白基因家族成员,该家族在水稻中广泛参与非生物胁迫应答。通过分析玉米旱21(H21)及转Zm AN14烟草在非生物胁迫下的表达情况,为玉米Zm AN14及其家族的功能和分子机制的全面解析提供新信息。【方法】通过对Zm AN14进行序列分析,发现其属于玉米A20/AN1型锌指蛋白基因家族。以玉米自交系H21为研究材料,在三叶期时对其进行非生物胁迫和ABA诱导处理,0、1、3、6、12和24 h时取整株样品,同时在玉米不同生长期取根、茎、叶、胚芽鞘、雌蕊、雄蕊、花丝、苞叶等不同组织样品,利用实时荧光定量PCR方法对Zm AN14的组织表达谱和非生物胁迫及ABA诱导的表达谱进行分析,并结合启动子区顺式作用元件分布情况进行对比分析。将Zm AN14编码序列克隆至GFP表达载体p MDC85,利用亚细胞定位技术验证Zm AN14在胞内的定位情况。将Zm AN14克隆至GAL4 DNA结合结构域载体,并转化酵母,将其涂布在缺陷培养基上观察酵母生长情况,分析其有无转录激活活性。将Zm AN14编码区与植物表达载体p1300-221连接构建超表达载体,并将其转入烟草,选择Zm AN14 m RNA表达量高的T2纯合体株系进行盐、干旱胁迫和ABA诱导,观察其对非生物胁迫的应答。【结果】序列分析表明,Zm AN14开放阅读框(ORF)为516 bp,编码一个171个氨基酸的蛋白,预测分子量为18.3 k D,等电点是8.28。Zm AN14具有A20和AN1结构域,属于玉米A20/AN1型锌指蛋白基因家族。实时定量荧光PCR结果表明Zm AN14在叶中大量表达,受Na Cl、干旱胁迫和ABA诱导上调。Zm AN14与GFP融合蛋白定位于细胞质和细胞核中,定位结果与ZNF216和Zm AN13类似,而Zm AN14本身并没有核定位信号,暗示Zm AN14与其他蛋白结合进入细胞核中发挥其生物学功能。Zm AN14在酵母中表达时不能在酵母缺陷培养基(SD/-Leu-His medium)上生长,因此,未发现其具有转录激活活性。将Zm AN14在烟草中过表达会增加烟草苗期对盐和干旱的抗性。【结论】Zm AN14属于玉米A20/AN1型锌指蛋白基因家族。Zm AN14主要在叶中表达,受非生物胁迫和ABA诱导,在烟草中过表达可以提高烟草苗期对盐和干旱的抗性。Zm AN14可能通过与其他蛋白的互作行使功能。相比较于其他的A20/AN1型锌指蛋白,在转基因烟草中,Zm AN14也参与非生物胁迫应答。Zm AN14与Zm AN13具有高同源性,但在盐和干旱胁迫时,二者却具有向反方向调控的功能。

分类号： S513

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