拟南芥SUV1基因的克隆及其抗旱性分析

干旱是影响农业生产与生态环境的重要因素，利用干旱胁迫相关的基因工程提高植物的抗旱能力,已经成为植物抗逆生理及其分子生物学的研究热点。随着分子生物学研究技术的不断突破，人们开始建立植物抗旱研究的模式系统，并将模式系统的研究成果应用到与人类生活紧密相关的经济植物上。本研究利用已筛选的拟南芥突变体suv1，分析suv1突变体中干旱诱导的相关基因表达及其植物的抗旱性；克隆SUV1基因；构建SUV1及其microRNA的高效表达载体；通过转基因植物探讨SUV1参与的植物干旱胁迫反应的生理和分子机制，为植物抗旱生理研究提供新的资料，为通过基因工程手段提高作物的抗旱能力，培育优质、高效、抗逆性强的作物新品种奠定基础。

干旱是影响植物生长发育的重要逆境因子。研究表明，干旱胁迫能够刺激植物体内ABA的产生或积累，通过诱导气孔关闭、激活或抑制抗逆相关基因的表达等在植物抗逆反应中发挥重要作用。本研究以通过化学诱变 VP14-LUC的转基因拟南芥筛选到的一个 VP14-LUC高表达的可遗传性突变体 suv1(suppressor of vp14-1)为材料，研究了该突变体的抗旱生理和分子机制。结果表明，在干旱胁迫下突变体具有更高的种子萌发率，侧根发育较多，并具有较强的光合作用。SUV1的突变导致了拟南芥体内 ABA生物合成关键酶基因 AtNCED1的高表达，使突变体内 ABA的水平比野生型高，一些抗逆相关基因RD29A和CBF3的表达增强。克隆了SUV1基因的CDS全长，并用于做诱饵，利用酵母双杂交系统筛选出一个与SUV1相互作用的蛋白CSN5。有研究表明SUV1影响植物的生长发育，SUV1可能是一种多功能蛋白，与CSN5在植物体内存在某种联系，影响植物的生长发育及植物对外界环境胁迫的应答。利用microRNA基因沉默的方法，将野生型拟南芥中的SUV1基因沉默，对获得的3个表达下调株系进行了抗逆相关基因表达及抗旱性分析表明表达下调株系具有较高的抗旱性。构建了SUV1-GFP 表达载体，转化野生型拟南芥并获得了转基因植株，为进一步研究SUV1 蛋白的亚细胞定位打下了基础。综上所述，SUV1是一个重要的NCED 介导的ABA合成和植物抗旱响应的调控因子。