柠条锦鸡儿干旱和冷胁迫差减库候选基因筛选及功能鉴定

Abiotic stresses are extreme conditions which limit plant production. Caragana korshinskii Kom is an important cultivated shrub with a wide range of adaptability and high tolerance to drought, cold and saline. Using C. korshinskii as material to study high-resistant forest genetic resources and to create new germplasm has substantial theoretical and practical significance. In this study, we plan to further identify the important candidate stress-resistant genes based on the ESTs obtained from the suppression subtractive hybridization (SSH) library we constructed before under drought treatment. The selected candidate genes will be confirmed using model plant Arabidopsis, and then were transformed into C. korshinskii by established cotylendonary node regeneration system to get new stress-tolerant germplasm.

非生物逆境是限制植物生产的重要因素。以旱寒区特有旱生资源植物柠条锦鸡儿为材料，研究高抗林木遗传资源及其新种质创制具有重大的理论意义和实践价值。本项目拟通过干旱胁迫诱导，在已建立的柠条锦鸡儿消减杂交文库(SSH)基础上，通过对获得的ESTs的研究，确定重要的抗逆候选基因。进一步通过拟南芥模式系统和农杆菌介导的柠条锦鸡儿子叶节转化系统，研究候选基因的抗逆功能，获得转基因柠条锦鸡儿材料，为植物抗逆基因工程和柠条锦鸡儿新种质创制提供理论依据和实践参考。

以内蒙古和北方旱寒区的旱生资源植物柠条锦鸡儿和中间锦鸡儿为材料，在已建立的冷诱导和干旱胁迫诱导SSH文库的基础上，从柠条锦鸡儿11个候选基因中筛选获得了在不同胁迫条件下稳定表达的荧光定量内参基因3个。同时，对中间锦鸡儿转录组数据库的 EST 信息进行 SSR 系统性识别，初步验证了7个稳定的SSR。结合转录组学和生物信息学技术，从柠条锦鸡儿和中间锦鸡儿中克隆了大量抗逆侯选基因，鉴定了20多个非生物胁迫相关基因CiCHIL、CiMYB4/68/177/J2、Ci DHN1、CiCHS、CiWRKY1/2、CkLEA4/4-1/4-2、CiABR17、CibHLH93、CkDREB、CiNAC3/4基因和木质素合成相关的咖啡酞辅酶A-O-甲基转移酶（CCoAOMT）、香豆酸-3-羟基化酶（C3H）、肉桂酸-４-羟化酶（C4H）、肉桂醇脱氢酶（CAD）、咖啡酸-O-甲基转移酶（COMT）、肉桂酰辅酶A还原酶（CCR）、阿魏酸-5-羟基化酶（F5H）、香豆酸CoA连接酶（4CL）、羟基肉桂酰CoA转移酶（HCT）等基因功能，并将部分抗逆功能基因用于林木、牧草和园艺植物的品种选育研究，为旱生植物抗逆基因工程和新种质创制提供理论依据和实践参考。.通过研究，发表SCI收录论文1篇、中文核心期刊论文12篇，授权国家发明专利1项。培养博士研究生1名、硕士研究生13名，培训研究生16人次。 项目负责人赴英国约克大学国际合作1人次，累计1个月。邀请国际本领域专家12人来华交流合作。 课题组成员参加国际学术会议2人次、国内学术会议11人次，举办国际学术论坛主会场1次、分会场4次。