玉米hd-zip家族转录因子zmhdz4的抗逆功能研究

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1、１分类：Ｑ３６４单化代巧密级：学皆：１２７２０４２０么歡义ｆ学位论文－ＺＺｗＡ杰４的抗逆玉米ＨＤｉｐ家族转录因子功能研究－ｒｅｓ－Ｓｔｒｅｓｓｉｓ化ｎｅｅＳｔｕｄｙｏｆＨＤＺｉＧｅｎｅＦａｍｉｌｙＴｒａｎｓｃｒｉｔｉｏｎｐｐＦａｃｔｏｒＺｍｈｄｚ４ｉｎＭａｉｚｅ研究生：贡雪峰指导教师：程备久教按合作指导教师：武健东—申请学位口类级别：理学硕尘专业名称：溃传学研究方向；分子歳传学所在学院；牛．命科学学院答辩委员会主席：

2、年月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人巧导师指导下进行的研巧工作及化得的研究成果。尽我所知，除了文中特則加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成巧，也不包含为获得安徽农业大学或其它教育机构的学位或证书而使Ｗ过的材料－－。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研巧生签名：斗时间：年月日关于论文使用授权的说明本人完全了解安徽农业大学有关保留、使用学位论文的规定，目Ｐ；学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可采用

3、影印、缩印或扫描｜｜等复制手段保存、汇编学位论文。同意安徽农业大？用不不上学可＾同方式在同媒体发表、传播学位论文的全部或部分内容。保密的学位论后应遵守此协议文在解密）（：年硏究生签：月日名时间一签导：：日第师名时间年月摘要玉米是世界上重要的粮食作物之一，干旱、高盐、高温等逆境胁迫会严重影响玉米的产量。随着基因工程育种技术的快速发展，通过基因工程技术提高作物在逆境胁迫下的耐受力，培育具有较强抗性的作物新品种，已成为目前植物抗逆遗传改良的一个研究热点。HD-Zip蛋白是近几十年来发现的高等植物中特有的一类转录因子，在

4、植物的生长发育过程中具有重要的作用，研究发现HD-Zip参与植物各种非生物胁迫的应答反应和生长发育过程。本研究选取了玉米中一个受干旱强烈诱导的HD-Zip家族基因Zmhdz4，通过对该基因的结构特点、表达模式分析、亚细胞定位、转录活性及转基因植株的生理生化分析，研究Zmhdz4在植物应对干旱胁迫应答反应中的功能和作用机制，结果如下：1．基因结构和序列分析发现该基因具有典型的HD和Zip结构域，两个结构域高度保守，其中Zip结构域每隔7个氨基酸就出现一个亮氨酸残基，并且重复6次。2．从玉米B73自交系中克隆了一个受干旱强烈诱导的候选基因Zmh

5、dz4，序列分析该基因cDNA全长786bp，编码261个氨基酸。诱导表达模式分析发现，该基因受NaCl和外源ABA的诱导；组织表达模式分析，该基因在玉米根、茎、叶、雄穗、花丝、苞叶和果穗中均有表达，且在叶片中的表达量最高。3．亚细胞定位分析发现Zmhdz4是一个核定位蛋白，酵母单杂交试验发现该基因具有转录活性，同时对其活性区域进行了鉴定，发现该基因转录活性区域位于1至54个氨基酸之间。4．利用组织培养的方法产生了Zmhdz4过表达转基因水稻植株，相比较于对照植株，转基因植株在正常生长条件下没有明显的表型差异；然而受到干旱胁迫处理后，过量表

6、达该基因可以明显提高转基因植株的耐旱性；丙二醛、相对电导率和游离脯氨酸等相关生理生化指标测定结果显示干旱胁迫下转基因植株的膜脂过氧化程度较低，细胞损伤程度较小。5．ABA敏感性试验结果显示过量表达该基因提高了转基因植株对外源ABA的敏感程度，在同等条件下与对照植株相比，转基因植株根长和茎高受抑制的程度较大。综上所述，本研究从玉米B73自交系中克隆了Zmhd4基因，并对其进行功能分析。该基因具有典型的HD和Zip结构域，诱导表达模式分析发现该基因可以受干旱、NaCl和外源ABA的诱导；表达模式分析发现该基因在玉米中组成型表达，且在叶片中表达量

7、最高；亚细胞定位分析该基因是一个核定位蛋白，并且具有转录活性，活性区域位于1-55个氨基酸之间；过量表达该基因可以提高植株对干旱的耐受力。IV通过对Zmhd4的功能研究，从而为解析玉米抗逆机制奠定理论基础，为选育优良玉米品种提供新思路。关键词：玉米，HD-Zip转录因子，Zmhdz4，干旱胁迫，ABA敏感性VAbstractMaizeisoneofthemostimportantcropsintheworld.Environmentalstresses,suchasdrought,salinityandhightemperaturecand

8、ecreasetheyieldheavily.Withtherapiddevelopmentofgeneticengineeringbreedingtechniques,impr