玉米锌铁转运蛋白基因zmzip4的玉米转化及功能验证

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1、河北农业大学硕士学位论文玉米锌铁转运蛋白基因ZmZIP4的玉米转化及功能验证姓名：蒲琦申请学位级别：硕士专业：作物遗传育种指导教师：陈景堂20120526摘要lIIIIHIIIIIIIIIIMIIIMIIIIIIIIIIlUIY2143535锌是植物所必需的微量元素，在植物体内的许多生化反应中都起着重要作用。锌不仅是许多酶的辅助因子，同时还是植物体内重要蛋白质结构的辅助因子，它不仅参与机体的各种代谢，在生物膜稳定和基因表达等生理机能中也担负重要角色。玉米是对锌反应比较敏感的作物之一。缺锌时，玉米植株体内生长素合成受阻，严重时显著地降低玉米的产量。植物体内的自动调节平衡机制会调节金属离子的吸收

2、和运输，从而控制金属离子的含量。锌铁调控蛋白ZIP(ZRT，IRT-likeprotein)家族是广泛存在于植物中的转运蛋白，具有Ca2+、Fe2+、Mn2+及Zn2+等多种金属元素的转运功能。了解ZIP蛋白在植物中如何发挥离子转运功能，从而提高植物对锌的吸收及积累有着重要的意义。本研究通过转基因的方法，将ZmZIP4基因转化玉米自交系Hi．II，鉴定该基因的作用和改善玉米对锌吸收的能力，主要研究结果如下：(1)对农系531、农系85、P53、BSll0、吉853、郑58进行愈伤筛选，发现农系85利用改进的培养基能诱导出II型愈伤组织，并可成苗。(2)在pr754载体基础上构建了玉米胚乳特异

3、性表达载体pr-ZmZIP4，并将该载体表达核与Bar基因表达核混合后通过基因枪共转化，得到4块抗性愈伤，经目的基因与Bar基因的双重PCR检测后，其中3块为含有目的基因的阳性愈伤。(3)在pCAMBIA3301载体基础上构建了转化玉米的超表达载体pC3301-ZmZIP4，得到了7块抗性愈伤，PCR检测阳性。qRT-PCR实时荧光定量PCR分析检测到ZmZIP4基因在转基因植株中超量表达。(4)对pC3301-ZmZIP4转化后的愈伤在成苗过程中进行梯度的低锌胁迫，观察不同浓度下胚状体成苗的形态变化，表明ZmZIP4对锌的吸收起着重要的作用。关键词：玉米(ZeamaysL)：Hi．II；锌

4、铁调控蛋白；抗性愈伤：基因枪：ZmZIP4：超表达ThefunctionalverificationofgenetictransformationmaizeofZmZIP4geneAuthor：PuQiMajor：CropGeneticsandBreedingSupervisor：Prof．ChenJing—tangZincisanessentialtraceelementtoplants，whichplaysanimportantroleinmanybiochemicalreactionsinplants．ZinciSnotonlyacolactorofmanyenzymes，butals

5、oanimportantstructurecofactorofproteininplants，inwhichisnotonlyinvolvebody’Svariousmetabolism．atthesametimeitalsoplaysanimportantroleinstabilityforbiofilmandgeneexpressionandotherphysiologicalfunctions．Maizeisoneofthecropsthatsensitivereactionsfortraceelementzinc，whichitsbiosynthesiswillbeinvivoblo

6、ckedandtheyieldswouldbereduceremarkablyinseverecases．Therefore，metalionsareessentialtoplants’normaldevelopment．Automaticadjustmentbalancingmechanismofplantscanregulatetheabsorptionandtransportofmetalionstocontrolthecontentofmetalions．MemberoftheZIP(ZRTandⅡ之T-likeprotein)genefamilyarewidelypresentin

7、animalsandplants．Theyarecapableoftransportingavarietyofcations，includingcadmium，iron，zincandmanganese．ThesefoundingareveryimportantforUStounderstandthemetaldeficiencyoroveraccumulationatmolecularlevel．Thepa