拟南芥ABI5亚家族(AtDPBFs/ABFs/At5G42910)是一类碱性亮氨酸拉链类(bZIP)转录因子,它们参与了植物生长发育的多个阶段,如种子的萌发、开花的时间、对ABA等激素的响应、以及对干旱、高盐、高渗等逆境的响应。由于功能冗余和转录激活活性受到调控,敲除或超表达ABI5亚家族的单个基因往往看不到明显的表型。这对深入、准确地理解ABI5亚家族单个基因的功能造成了障碍。基于本实验室早期的研究工作——AtDPBF4的CRII具有最强的转录激活活性,以及保守的磷酸化区域对转录激活活性有明显抑制作用,我们通过去除各成员的转录抑制区域,直接以AtDPBF4的CRII片段与AtDPBF3、AtDPBF4、AtDPBF5的DNA结合域相连接,构建重组基因4DIID3bZIP(重组的AtDPBF3基因)、4IID4bZIP(重组的AtDPBF4基因)、4IID5bZIP(重组的AtDPBF5基因)。进一步在拟南芥中超表达这些重组活性转录因子基因,以此了解它们在植物体中发挥的具体作用。本论文的主要研究结果如下:1、过表达重组基因4DIID3bZIP、4IID4bZIP、4IID5bZIP的拟南芥植株种子的萌发显著提前:统计48 h、54 water remediationh、72 h野生型的萌发率分别为59%、73%、82.5%;过表达重组基因4IID3bZIP植株的萌发率分别为48%、60%、90%;过表达重组基因4IID4bZIP植株的萌发率分别为89%、92%、92.4%;过表达重组基因4IID5bZIP植株的萌发率分别为84.2%、92.4%、94.4%。2、过表达重组基因4DIID3bZIP、4IID4bZIP、4IID5bZIP的拟南芥植株的莲座叶数量增多:40 d野生型植株莲座叶平均数量为10;过表达重组基因4IID3bZIP植株为12;过表达重组基因4IID4bZIP植株为14;过表达重组基因4IID5bZIP植株为14。过表达重组基因4DIID3bZIP、4IID4bZIP、4IID5bZIP的拟南芥植株的莲座叶增大:统计33 d野生型及转基因植株莲座叶长宽:野生型莲座叶叶片平均长0.95 cm宽0.6 cm;过表达重组基因4IID3bZIP植株叶片平均长1.05 cm宽0.74 cm;过表达重组基因4IID4bZIP植株叶片平均长1.1 cm宽0.8 cm;过表达重组基因4IID5selleck CH-223191bZIP植株叶片平均长1.16 cm宽0.91 cm。3、过表达重组基因4DIID3bZIP、4IID4bZIP、4IID5bZIP的拟南芥植株延迟抽薹:27 d野生型拟南芥抽薹率66.7%,过表达重组基因4DIID3bZIP抽薹率为12%;过表达重组基因4DIID4bZIP抽薹率为25%;过表达重组基因4DIID5bZIP抽薹率为8%。过表达重组基因4DIID3bZIP、4IID4bZIP、4IID5bZIP拟南芥植株抽薹数量增多:40 d野生型拟南芥为1-2根薹;过表达重组基因4IID3bZIP植株为1-4根薹不等,过表达重组基因4IID4bZIP植株抽薹数为1-5根薹不等;过表达重组基因4IID5bZIP植株为1-6根薹不等。4、过表达重组基因4IID4bZIP、4IID5bZIP拟南芥植株株高及角果数增加:八周龄野生型植株平均株高为25 cm,过表达重组基因4IID4bZIP植株平均株高为30 cm,过表达重组基因4IID5bZIP植株平均株高为27.8 cm;8周龄野生型植株平均每株角果数为10个,过表达重组基因4IID4bZIP植株平均每株角果数为17个,过表达重组基因4IID5bZIP植株平均每株角果数为12个。5、过表达重组基因4DIID3bZIP、4IID4bZIP、4IID5bZIP的拟南芥植株对蔗糖更敏感:5%蔗糖胁迫14 d野生型根长被抑制51.6%;过表达重组基因4IID3bZIP植株根长被抑制62.7%;过表达重组基因4IID4bZIP植株根长被抑制58.9%;过表达重组基因4IID5bZIP植株根长被抑制61.67%。ABA对过表达重组基因4DIID3bZIP、4IID4bZIP、4IID5bZIP的拟南芥植株的根长发育的抑制性降低:2.5μM ABA胁迫植株14 d,野生型根长被抑制97.45%;过表达重组基因4IID3bZIP植株根长被抑制91.5%;过表达重组基因4IID4bZIP植株根长被抑制93.7%;过表达重组基因4IID5bZIP植株根长被抑制90%。6、过表达重组基因4DIID3bZIP、4IID4bZIP、4IID5bZIP的拟南芥植株抗旱性明显增强:干旱处理生长3周龄野生型及过表达拟南芥幼苗12 d,野生型幼苗叶片干枯,过表达重组基因4DIID3bZIP、4IID4bZIP、4IID5bZIP的拟南芥植株叶片呈绿色萎蔫状态。复水5 d后,野生型幼苗叶片干枯死亡,过表达株系恢复正常生长。过表达重组基因4DIID3bZIP、4IID4bZIP、4IID5bZIP的拟南芥植株耐盐性明显增强:3周龄野生型及转基因植株浇灌50 m L 200 m M Na Cl溶液胁迫14 d,野生型植株存活率16%,过表达重组基因4IID3bZIP植株存活率为90.6%;过表达重组基因4IID4bZIP植株存活率为93%;过表达重组基因4IID5bZIP植株存活率为97.5%。7、野生型及转基因植株A.thaliana D3、A.thaliana D4、A.thaliana D5在不同浓度的Na Cl、山梨醇、蔗糖以及ABA胁迫下,ABI5亚家族9个基因的m RNA含量变化:A.thaliana D3在四种胁迫处理下ABI5亚家族除ABI5外其他8个成员的m RNA含量变化差异都较大,A.thaliana D4在四种胁迫处理下ABI5亚家族9个成员的m RNA含量变化差异都较大,A.thaliana D4在四种胁迫处理下ABI5亚家族除ABF4外其他8个成员的m RNA含量变化差异较大。8、对野生型及转基因植株A.thaliana D3、A.thaliana D4、A.thaliana D5进行转录组学分析:野生型植株与转基因植株A.thaliana D3的比较中总共筛选出917个差异基因,其中上调577个,下调340个;野生型植株与转基因植株A.thaliana D4的比较中总共筛选出290个差异基因,其中上调112个,下调178个;野生型植株与转基因植株A.thalMK-1775半抑制浓度iana D5的比较中总共筛选出854个差异基因,其中上调272个,下调582个。