摘要：高温、低温、干旱等非生物胁迫对植物生长和作物生产具有不利的影响。提高植物抗逆性对农业生产的可持续性发展至关重要。已有实验表明，水稻锌指蛋白ZFP157的表达受氧化胁迫、高温胁迫、盐胁迫等多种外界胁迫影响，但其中的分子机制仍未完善。本实验旨在通过生物信息学数据分析、转基因研究以及互作蛋白筛选等方法，初步研究了锌指蛋白ZFP157在非生物胁迫下的作用机制，发现其参与水稻盐胁迫响应，并可能通过激素途径或泛素途径参与胁迫应答。
关键词：水稻；盐胁迫；锌指蛋白；ZFP157
Preliminary study on salt resistance mechanism of zinc finger protein ZFP157 in rice
Abstract: Abiotic stresses such as high temperature, low temperature and drought have adverse effects on plant growth and crop production. The improvement of plant stress resistance is crucial to the sustainability of agricultural production. Experiments have shown that the expression of zinc-finger protein ZFP157 in rice is affected by oxidative stress, high-temperature stress, salt stress and other external stresses, but the molecular mechanism is still not perfect. The aim of this study was to preliminarily study the mechanism of ZFP157 under abiotic stress by bioinformatics data analysis, transgenic research and interaction protein screening. It was found that it participated in the salt stress response of rice and may participate in the stress response through hormone pathway or ubiquitin pathway.
Key words: Rice;；Salt stress；Zinc finger protein；ZFP157
目 录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words 1
引言1
1. 材料与方法 2
1.1 植物材料及处理2
1.2 载体、菌株和试剂盒2
1.3 ZFP157序列分析、进化树的构建和蛋白结构预测2
1.4 耐盐性鉴定3
1.5 Quantitative Real-time PCR分析 3
1.6 植物总DNA的提取3
1.7 总RNA的提取以及cDNA第一链的合成 3
1.8 构建pGBKT7-ZFP157“诱饵”表达载体4
1.9 构建于pGBKT7-ZFP157载体的目的DNA转化酵母菌AH1094
1.10 监测“诱饵”蛋白转录自激活活性 4
1.11 顺序转化法筛选cDNA文库 5
2. 结果与分析5
2.1 水稻ZFP157进化树构建及蛋白结构域预测 5
2.2 水稻ZFP157OE、CRISPR材料的发育和耐盐性表型鉴定 7
2.3 Quantitative Real-time PCR 分析 8
2.4“诱饵”蛋白转录自激活活性分析 9
2.5 筛选cDNA文库 9
3. 讨论11
致谢 11
参考文献 11
水稻锌指蛋白ZFP157抗盐性机理的初步研究
植物作为固着生物，必须面临各种非生物胁迫，例如盐碱胁迫、温度胁迫、干旱胁迫等，并做出一系列的耐逆应答型反应[1]。A20/AN1型锌指蛋白是一种广泛地存在于各种真核生物中的C4型保守结构锌指蛋白。锌指蛋白ZFP157是水稻的一类典型的A20/AN1型蛋白，含有1个AN1锌指结构域和1个A20锌指结构域[2]。已有研究表明，A20/AN1锌指蛋白参与植物的非生物胁迫应答，但其发挥的具体作用仍需要进一步研究。近年来的相关研究表明，植物中的A20/AN1型锌指蛋白可能通过以下几种方式参与非生物胁迫反应。
第一种是通过植物激素途径参与非生物胁迫响应。在非生物胁迫下，植株将通过在GA通路[3]中累计抑制物DELLA蛋白来抵抗不利的环境影响。拟南芥过表达后，植株中的赤霉素含量有所降低，同时DELLA蛋白含量提升，植物生长收到抑制，从而提高了植株的抵御寒冷的能力。水稻A20/AN1型锌指蛋白基因OsDOG的过量表达抑制了转基因植株细胞的纵向伸长并导致植株生长相形见绌[4]。与此同时同时降低了植株体内赤霉素1含量，这种含量的降低可能是因为过量表达后植株层面表达水平的降低，而外源赤霉素3的应用可以使植株的矮化表型得到恢复。因此推测OsDOG在植株赤霉素反应通道中起负调控作用[5]。脱落酸主要通过以下形式应对不利环境：通过抑制气孔的开启或者促进气孔关闭的方式达到维持组织内水分的稳定的目的[6]；增加透水性，促进水分的内化渗入；诱导drought-specific蛋白质的合成，与此同时调整保卫细胞体内的离子通道，控制应答基因的输出[9]。被人们所熟知的的不饱和碳氢化合物乙烯，已知有一个三重反应，抑制茎的伸长生长、促进茎或根的增粗和引起叶柄和胚轴偏上生长。各种非生物胁迫均能诱导乙烯产生，调节大量相关基因的表达，激活乙烯信号通路参与应激反应，从而影响植物的抗逆性。生长素是一类含有一个不饱和芳香族环和一个乙酸侧链的内源性激素，广泛存在于各种植物中。最明显的作用是促进生长，但对茎、芽、根的影响因浓度的不同而不同。以往的研究表明，干旱胁迫抑制生长素的形成，生长素在盐胁迫下主要调控主根和侧根的数量，从而调节植物的发育生长。其中的具体机理尚待研究。 水稻锌指蛋白ZFP157抗盐性机理的初步研究:http://www.chuibin.com/shengwu/lunwen_206217.html