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酵母盐胁迫应答基因的克隆及表达分析

【摘要】: 日益严重的土壤盐渍化使通过遗传工程手段提高植物的耐盐性成为未来环境和农业发展需要迫切优先解决的问题。过去的研究工作在鉴定和分离一些在植物耐盐过程中有潜力的基因方面取得了显著的进展。为了了解盐胁迫应答反应的分子基础,分离到关键的耐盐基因,本研究克隆了盐诱导酵母ESTs和酵母耐盐基因HAL1,并对其表达进行了分析。 以鲁氏酵母菌(Zgoccharomyces.rouxii)菌株AS2.181为实验材料,以盐胁迫处理的鲁氏酵母细胞和未经胁迫处理的酵母细胞构建了抑制性消减杂交文库。运用一种高效的以PCR技术为基础的cDNA消减杂交方法构建了鲁氏酵母的盐胁迫应答差异表达ESTs文库。随机挑取cDNA克隆进行了测序分析和序列同源性比较。在所分析的序列中找到部分序列与数据库中已知的序列有同源性,其中部分序列与已知序列同源性较高,相应的已知序列与耐盐有关。其余同源性较低的序列以及和数据库中的已知序列没有任何同源性的序列可能是与耐盐相关的新序列 本研究还从酿酒酵母菌菌株AS2.375中克隆了酿酒酵母HAL1基因。HAL1基因是酵母中重要的耐盐基因。以农杆菌介导的叶圆盘法将HAL1基因转化烟草植株。筛选到的转HAL1基因转化烟草植株的耐盐性明显高于对照。通过比较转HAL1基因烟草植株与转其它耐盐基因烟草植株的耐盐性,发现转HAL1基因烟草植株的耐盐性虽然明显高于对照,但却低于表达渗透调节剂合成酶基因的转基因植株。结果表明,单独转化HAL1基因对烟草植株耐盐性的提高是有限的。HAL1基因可被渗透胁迫诱导表达对Na~+离子外排起重要作用,但对渗透胁迫却无耐性,因而转化HAL1基因的烟草植株对盐性的提高是有限的。渗透胁迫和离子胁迫是盐胁迫是不可忽视的两个重要方面,以HAL1基因和耐渗透胁迫基因的复合基因转化策略极有希望使转基因植物的耐盐性得到大幅度提高。

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