高山离子芥低温诱导cdna文库的构建与转录因子fzf全长基因的克隆和功能预测

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1、兰州大学硕士论文摘要高山离子芥属十字花科，是高山冰缘植物的典型代表，它能在O℃左右的低温环境下完成整个生长发育过程而不受任何影响，因此成为研究植物抗低温胁迫不可多得的材料。高山离子芥幼苗经诱导脱分化后形成愈伤组织，．4。C低温处理24h后测定其生理指标发现高山离子芥愈伤组织的脯氨酸含量和可溶性糖含量显著上升，而相对电导率(REC)和丙二醛(MDA)含量基本保持不变，这表明高山离子芥愈伤组织经低温处理短时间后仍能保持良好的生长状态。运用抑制性消减杂交和cDNA微阵列技术构建．4。C低温诱导cDNA文库，在1536个差减文库单克隆中信号差异在两倍以上的阳性克隆有274个，测序分析后最终得

2、到72个功能不同的基因。其中，转录因子有18个，占筛选基因的25％，代谢相关的基因有11个，占l5．3％，信号转导相关的基因有5个，占6．94％，光合作用相关的基因有5个，占6．94％，与胁迫相关但功能未知的基因有3个，占4．17％，与细胞防御相关的基因有4个，占5．56％，行使蛋白合成和降解功能的基因有11个，占15．3％，功能完全未知的基因有10个，占13．9％，而高山离子芥特有的基因有5个，占6．94％。进一步的功能分析推知，高山离子芥在遭遇低温胁迫时会调动Ca2+信号传导通路、ABA依赖性信号传导通路和ABA非依赖性信号传导通路交叉作用，启动下游的功能基因通过保护细胞膜稳态以

3、维持细胞完整、增加胞质中的可溶性物质以维持渗透压、增强植物光合作用的能力以维持能量稳定等方式来应对低温胁迫。从cDNA文库中选择高山离子芥FZF基因并运用cDNA末端快速扩增法(RACE)获得全长，经比对得知该基因与拟南芥转录因子FZF的核苷酸序列及氨基酸序列的相似度分别为86％和91％。进一步的生物信息学分析得知，该基因的开放阅读框具有1212bp碱基，编码403个氨基酸，蛋白分子量(MW)为45．7KD，等电点(PI)为5．82，是亲水性蛋白，且N端具有两个典型的C2H2型锌指结构域，但既不具备跨膜区域，也没有信号肽存在，因此推断在高山离子芥抵抗低温胁迫的过程中，转录因子FZF在

4、细胞核内行使转录调节功能，通过调节与低温胁迫相关的下游基因的表达来提高植株的抗冻能力。关键词：高山离子芥；低温胁迫；抑制性消减杂交；基因芯片；生物信息学：转录因子兰州大学硕士论文AbstractChori5porabungeana，amemberofmustardfamily，isofleofthetypicalsubnivalplantsthatcangrowwellinthefreezingtemperatureSOthatitcanbestudiedasthesampleplantwhichiSstresstolerance．AftersubjectedtolOWtempera

5、ture(-4"C)for24h，theprolineconcentrationandthesolublesugarconcentrationinChorisporabungeanacallusarebothincreasedsignificantly．incontrast，therelativeelectricalconductivity(REC)andthemaIondialdehyde(MDA)concentrationarenot，whichindicatedthatChori,sporabungeanacanacclimatizethecoldenvironmentthro

6、ughregulateitsownmetabolism．eDNAlibrarywereconstructedafterexposureChorisporabungeanacallusto-4℃for24hwiththemethodofsuppressionsubtractivehybridization(SSH)andeDNAarray．Thereare274positiveclonesamongl536monocloneinthecDNAlibraryand72geneswiththedifferentfunctionwerescreened．Ofthese72geneswhich

7、areup—regulatedordown—regulatedundercoldstress，25％(aboutl8)aretranscriptionfactor，l5．3％(about11)aremetabolism—relatedorproteinsynthesisanddegration-related，6．94％(about5)aresignal-relatedandphotosynthesis-relaed，4．17％(about3)arestr