豆科植物柠条锦鸡儿抗旱调控分子机制解析及其重要基因发掘

Caragana korshinskii Kom. is a legume species and widely distribute in the desert area for preventing wind and preserving water and soil. It could not only survive in the condition with 45℃ and -39℃, and also could survive in the sand area with relative water content of 4.5%. So it is inferred that many specific drought resistant genes existing in the Caragana korshinskii Kom. genome. Previous studies mainly focused on physiology about drought resistance, while little information about gene resources was discovered. In this project, we will use two strategies to discover the genetic network which controlling the drought resistance in C. korshinskii Kom.. Meanwhile, a FOX-Hunting mutant library will be constructed to find the functional drought resistant gene. Finally, the genes found by the two strategies would be joined analyzed for dissecting the molecular mechanism for drought resistance in C. korshinskii Kom.. The information got in this project will beneficial to the breeding of new germplasms in C. korshinskii Kom..

柠条锦鸡儿是一种隶属于豆科，分布在荒漠半荒漠地带的防风固沙的优良灌木饲料物种。它不仅能耐45℃高温和-39℃低温，也能在含水率仅为4.5%的沙土中生存，由此可以推断柠条锦鸡儿中存在着大量优异抗逆基因。前期研究者对于柠条锦鸡儿的抗旱生理研究相对较多，但对其丰富的基因资源挖掘及其分子机制研究甚少。随着分子生物学技术的发展，使得挖掘优异基因资源成为可能。本项目拟采用数字基因表达谱技术来挖掘抗旱条件和正常生长条件下差异表达基因，同时构建柠条锦鸡儿FOX-Hunting拟南芥突变体库来寻找干旱功能基因，并将二者结合起来最终解析柠条锦鸡儿的抗旱调控分子机制，为培育新的柠条锦鸡儿种质资源打下理论基础。

柠条锦鸡儿是一种隶属于豆科，分布在荒漠半荒漠地带的防风固沙的优良灌木饲料物种。它不仅能耐45℃高温和-39℃低温，也能在含水率仅为4.5%的沙土中生存，由此可以推断柠条锦鸡儿中存在着大量优异抗逆基因。前期研究者对于柠条锦鸡儿的抗旱生理研究相对较多，但对其丰富的基因资源挖掘及其分子机制研究甚少。随着分子生物学技术的发展，使得挖掘优异基因资源成为可能。本项目采用了数字基因表达谱技术来挖掘抗旱条件和正常生长条件下差异表达基因，同时初步构建了柠条锦鸡儿的FOX-Hunting拟南芥突变体库。在分别构建库的基础上，将二者结合起来初步锚定了16个具有抗旱潜能的基因，分别构建超量表达在拟南芥中进行转化，通过筛选最终锚定了5个具有抗旱功能的基因，其中一个基因com58276为柠条锦鸡儿基因组中特有基因。本项目得到的柠条锦鸡儿的抗旱基因资源，为培育新的柠条锦鸡儿种质资源打下理论基础。同时，com58276基因已经被用来在棉花、大豆、油菜、胡麻等不同作物中进行转化，预期得到具有抗旱能力的转基因品系，为改良不同作物打下基础。本项目共发表2篇SCI论文，目前还有一篇文章正在审稿状态；申请相关专利2项；培养博士生1名，硕士生3名。