新疆野苹果MsDREBA6转录因子的克隆、功能分析及干旱应答机制的研究

果树对干旱等逆境胁迫的抗性是重要的经济性状。新疆野苹果是常用苹果砧木中耐旱性最强的一种，且与现代栽培苹果的亲缘关系很近，是进行苹果抗旱分子机制研究、获得重要功能基因的理想材料。本研究以新疆野苹果组培苗为试材，根据已获得的UniESTs克隆MsDREBA6转录因子全长序列，明确其亚细胞定位等基因特性；通过实时荧光定量PCR检测干旱胁迫下MsDREBA6及下游抗旱功能基因的表达谱变化，分析其时空表达间的关联性，明确MsDREBA6对下游功能基因的调控作用；结合利用植物过表达载体转化拟南芥和苹果属植物山定子解析MsDREBA6的功能。采用染色体步移法扩增MsDREBA6启动子，确定启动子中干旱响应的关键调控元件及MsDREBA6响应干旱逆境的应答机制。研究结果将初步阐明MsDREBA6的功能及干旱应答机制，为进一步探明苹果适应干旱胁迫的内在分子机制及开展抗旱基因工程育种提供理论依据和基因资源。

DREBs (dehydration-responsive element binding factors) 类转录因子在多种植物的干旱胁迫中发挥重要作用，但潜在的分子机制仍不清楚。本研究从新疆野苹果中分离和鉴定了一个DREBA-6转录因子，并命名为MsDREB6.2。MsDREB6.2在根在大量表达，并受干旱和盐胁迫的强烈诱导。过表达MsDREB6.2提高了转基因苹果植株的根系导水率，进而提高植株的抗旱性。另一方面，在嵌合抑制子沉默（CRES-T）株系中，根系导水率显著低于对照植株，对干旱胁迫更敏感。过表达MsDREB6.2 显著上调一个细胞分裂素氧化酶编码基因，MdCKX4.1，的表达，导致细胞分裂素水平显著下降，进而促进转基因植株侧根发育。凝胶阻滞（EMSA）和染色质免疫共沉淀（ChIP）实验进一步表明，MsDREB6.2转录因子可以和MdCKX4.1启动子区域的DRE元件在体外和体内结合。此外，MsDREB6.2可以调控2个水通道蛋白基因的表达，并利用水通道蛋白抑制剂HgCl2进一步验证水通道蛋白对根系导水率的影响。研究结果表明，MsDREB6.2主要通过促进侧根发育和上调水通道蛋白基因表达提高苹果植株抗旱性。