拟南芥CCCH型锌指转录因子a亚家族的生物学功能及其作用机理的研究

作物的抗旱耐盐能力是多基因控制的数量性状，转录因子在调控植物抗旱耐盐基因的表达方面具有重要作用。锌指蛋白是一类生物中具有锌指结构域的转录因子。已研究的锌指蛋白均为DNA或蛋白质结合蛋白，主要参与动植物各个时期的生长发育。CCCH型锌指蛋白是近年来在动物中首先发现的，而在植物中研究很少的一类蛋白。我们的研究发现棉花CCCH锌指蛋白GhZFP1能提高转基因烟草的耐盐性和抗棉立枯病的能力。生物信息学分析表明在拟南芥CCCH锌指蛋白的12个亚家族中，a亚家族锌指蛋白在植物抗逆中可能有重要作用。因此本项目在此基础上，重点研究CCCH 锌指蛋白a亚家族11个成员在拟南芥中的表达特性、生物学功能及其聚合效应；并利用蛋白质表达谱技术分离鉴定该类锌指蛋白中受盐、干旱等胁迫诱导的下游靶蛋白，旨在探索植物的抗逆新途径，并确定该类新型锌指转录因子在作物抗逆遗传改良中的应用潜力。

作物的抗旱耐盐能力是多基因控制的数量性状，转录因子在调控植物抗旱耐盐基因的表达方面具有重要作用。锌指蛋白是一类生物中具有锌指结构域的转录因子。CCCH型锌指蛋白是近年来在动物中首先发现的在植物中研究很少的一类蛋白。本项目重点研究了CCCH 锌指蛋白a亚家族11个成员在拟南芥中的表达特性，研究了AtC3H2的 生物学功能及调控途径。结果表明AtC3H2等CCCH 锌指蛋白a亚家族成员的表达响应盐、干旱、低温和ABA。AtC3H2主要在种子萌发期表达。 对AtC3H2突变体和超表达株系的非生物胁迫抗性分析表明AtC3H2负调节种子萌发过程中的干旱和盐胁迫耐性。进一步的分析表明AtC3H2位于ABI5的上游负调节ABA介导的种子萌发过程中的干旱和盐胁迫耐性。芯片分析表明AtC3H2调节AtHLEPS的表达。且AtHLEPS的表达受低钾、盐和干旱胁迫胁迫诱导，AtHLEPS突变体helps对低钾和盐胁迫有抗性，而超表达株系OE6对低钾和盐胁迫敏感。表明AtHLEPS也负调控拟南芥的非生物胁迫抗性。因此通过本研究，我们明确了拟南芥CCCH 锌指蛋白a亚家族11个成员在拟南芥中的表达特性，明确了CCCH 锌指蛋白a亚家族AtC3H2拟南芥响应盐等非生物胁迫中的功能及其作用机制，为植物抗逆育种提供了新的基因资源。本研究已发表研究论文6篇，申请专利2项，完成项目计划指标。