玉米干旱诱导基因的克隆及功能鉴定

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1、玉米千旱诱导基因的克隆及功能鉴定摘要干旱是影响玉米产量的重要的非生物胁迫因素，干旱等非生物胁迫能够诱导植物表达一些反应蛋白，这些蛋白在植物抗逆中起到重要作用。在本实验室构建的干旱盐碱共胁迫玉米全组织EST文库中，我们找到了一个干旱诱导基因片断。我们将其命名为RA33G4．用51RACE的方法，我们获得RA33(74全长eDNA．RA33G4全长cDNA．含有478个碱基对，其ORF编码58个氨基酸，是一个含有两个跨膜区结构的小型蛋白．通过序列分析和相关文献，发现RA33G4属于一个高度保守的蛋白家族，该蛋白家

2、族具有保持胁迫环境下的细胞结构的重要功能。为了研究RA33G4基因在玉米抗旱过程中的作用，构建了RA33G4植物表达载体，将上述表达载体导入农杆菌并用于侵染玉米．使其在玉米中过量表达。经过PCR检测得到4株转基因玉米植株，定量PCR显示RA33G4在转基因玉米中表达量大量提高。对转基因株系进行5％的PEG浓度的模拟干旱胁迫，结果显示转基因苗较野生型植株萎焉度低，转基因植株显示出了明显的耐旱性，说明在玉米中大量表达RA33G4能提高玉米抗旱性。同时，我们建立了高效快速的玉米转化系统。关键词：玉米抗旱RA33G4

3、基因农杆菌丛生芽，1r^掣日★诗^CloningofMaizeDroughtInduceGeneFull—lengthcDNAandIt’sFunctionTestingAbstractDroughtisoneofmajorabioticstresswhichcangreat即reducetheproductionofmaize．Plantshavesomestress-responslvegenes,whichareimportantforplantstoadapttoabiotiestress．Wehad

4、previouslyconstructednESTfibrarybyusingcontrolanddrought-，salt-,andmlkaHco-stressedmaizetissues．FromthatlibrarywefindaESTofdroughtinducedgene，andwenameitRA33G4．byusin95’RACE’wegetfullIongthcDNAofRA33G4．cDNAofRA33G4has478bpinlength．encodesadeduced58a．a．prote

5、in．RA33G4proteinhastwotransmembraneregious．ByBLASTsearch，wefindRA3364belongtoaconservedfamily,whichhaveimportantfunctioninremaincellstructureatabioticstress．ToidentifythefunctionofRA33G4,weconstructRA33G4’spJantexpressplasmid，andwetransformittomaizebyAgroba

6、cteriumTumefacicns．Wegetfourtransgenicmaizes，whichhavebeentestedbyPCR．QuantitativePCRdemonstratedthatRA33G4geneover-expressedintransgeniemaizes．Wetesttransgenicmaizeatdroughtstressbyusing5％PEG,andwefindthattvansgenicmaizehavemoreabilitytoresistdrou【ghtstres

7、s．Andwedevelopnefficientandspeedymaizetransformationsystem．KeyWords：；Maizedrought-resistanceRA33G4geneAgrobactcrinmTumefaciensmultipleshootsIl^-矗Ⅳ'≯1．1干旱对玉米的影响1．1．1玉米国内外的生产状况一、刖置玉米(zeamaysL．)，亦称“玉蜀黍”、“包谷”、“包芦”、“珍珠米”等。掘考证，玉米原产于南美洲。7000年前美洲的印第安人就已经开始种植玉米，与其它主

8、要粮食作物比较，世界玉米平均产量为每公顷3．30吨，而小麦仅为1．89吨，水稻为2．835吨，玉米居第一位0981)；从最高单位面积产量看，玉米每亩产量达1548千克，小麦为966．65千克，稻为876千克【lJ。世界上玉米生产先进的国家如荷兰、希腊、新西兰、意大利、奥地利、法国、西班牙、加拿大、美国，玉米单产都在7000千克／hm2以上，希腊和新西兰分别为9876和9355千克／11In2【2】。