小金海棠转录因子MxbZIP10响应低铁胁迫的分子机理

The bZIP TFs regulate genes which involved in plant growth，development，and response to abiotic and biotic stresses. However，the role of bZIP TFs participate in the regulation genes involed in low iron stress is still unknown.Three EST of bZIP TFs（bZIP10，bZIP98，HBP1-b）were selected by screening a subtractive library of Malus xiaojinensis including 1,152 clones. Expression pattern of MxbZIP10 were validated with RT-PCR, of which indicated that this gene somehow functioned in regulation genes involved in Fe absorption in apple tree. In order to search target genes directly regulated by MxbZIP10, chromatin immunoprecipitation（ChIP）will be employed, and screening proteins which interact with MxbZIP10 protein through Yeast Two-Hybrid System. Relationship of MxbZIP10, target genes and genes encoding proteins interact with MxbZIP10 also will be made clear. Network model of genes controlled by MxbZIP10 will be constructed for analysis the molecular mechanism of MxbZIP10 response to low iron nutritional stress. All of the above work mine iron efficient gene resource will be propitious to modify fruit tree via biotechnology breeding.

bZIP家族转录因子参与调控植物生长、发育过程以及生物胁迫和非生物胁迫反应，但是并未见到有关该家族基因调控低铁胁迫反应的报道。通过筛选小金海棠缺铁消减杂交文库，我们首次发现了了该家族的2个EST（bZIP10，bZIP98，HBP1-b）参与了小金海棠缺铁胁迫应答反应。从小金海棠中克隆MxbZIP10 cDNA，该基因受到低铁胁迫时在小金海棠根中加强表达。本项目旨在利用染色质免疫共沉淀（ChIP）技术寻找MxbZIP10转录因子直接调控的铁高效靶标基因；利用酵母双杂交技术筛选与转录因子MxbZIP10相互作用的候选蛋白；查明在缺铁胁迫处理前后，转录因子MxbZIP10、靶标基因和编码互作蛋白的基因之间的协同表达关系；并综合生物信息学方法构建基因间的相互作用网络模型，解析MxbZIP10调控的缺铁胁迫应答分子机制，以挖掘小金海棠铁高效基因资源，为开展生物技术育种改善果树铁营养工作奠定基础。

bZIP家族转录因子参与调控植物生长、发育过程以及生物胁迫和非生物胁迫反应，但是并未见到有关该家族基因调控低铁胁迫反应的报道。通过筛选小金海棠缺铁消减杂交文库，我们首次发现了了该家族的2个EST（bZIP10，bZIP98，HBP1-b）参与了小金海棠缺铁胁迫应答反应。从小金海棠中克隆MxbZIP10 cDNA，Nothern杂交发现该基因受到低铁胁迫时在小金海棠根中加强表达，亚细胞定位结果显示，该基因定位在细胞核。利用酵母双杂交技术筛选与转录因子MxbZIP10相互作用的候选蛋白，由于该MxbZIP10蛋白有自激活现象，对蛋白激活域与结构域进行预测后，分切成200aa和98aa后，以没有自激活的一段（98aa）作为诱饵晒选酵母双杂交文库，没有找到互作蛋白，于是更改技术路线，利用含有GFP标签的MxbZIP10转基因株系，采用Co-IP技术，寻找到与MxbZIP10共沉淀的蛋白共17个；构建植物表达载体，转化拟南芥后，发现MxbZIP10参与植物铁营养胁迫反应，受缺铁影响MxbZIP10表达量增加，与对照相比，拟南芥根长明显著增加了58.8 %、根中铁浓度提高、pH降低以及金属离子Mn，Cu含量提高；另外，克隆到MxbZIP10启动子序列，分析具体功能元件对MxbZIP10转录因子的影响。同时购买了拟南芥bZIP突变株，并进行了表型分析