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星星草是一种有较强耐盐碱能力的植物,是松嫩平原盐碱地的优势植物之一。为研究星星草的耐盐碱机理,以400mM NaHCO3处理后6h、12h、24h和48h的星星草叶片为Tester,以非胁迫叶片为Driver,分别构建了4个抑制性消减文库,对文库克隆测序并进行了表达序列标签(EST)分析。用获得的基因序列构建了星星草cDNA微阵列,用微阵列研究了NaHCO3胁迫下不同时间星星草基因的表达。 PCR检测和序列测定显示,4个抑制性消减文库的插入片段的平均长度为302bp。从文库中随机挑选1964个克隆进行测序,去除载体序列、polyA/T、低质量重复序列和短于100bp的序列以及合理序列编辑后,共获得了1775条高质量的cDNA序列,它们的GenBank登录号为EB104056-EB105830。 将各个消减文库ESTs进行功能注释,并根据MIPS分类标准分别进行分类。这些基因主要分为代谢、光合作用、防御、转运、信号传导、转录调控、蛋白合成和再生、新基因等类群。结果显示NaHCO3胁迫下的不同时间,基因表达发生了明显的变化。例如,细胞防御类基因序列在NaHCO3胁迫48h和6h文库中表达量最为丰富,分别占文库总克隆数的10%和8%,而在NaHCO3胁迫24h的文库中,该类基因只占文库的2%;转录调节类基因在6h和48h文库所占4%,而在12h和24h文库中仅分别为2%和1%;蛋白降解和循环类基因和细胞信号传导基因在48h文库中占8%,而它们在24h文库中所占比只有2%,说明NaHCO3胁迫下星星草的基因的表达处在不断变化中。 用cDNA微阵列技术研究NaHCO3胁迫下6h、12h、24h和48h基因的表达,共筛选到142个差异表达明显的基因。同时发现,各消减文库在其所对应的胁迫时间有97%的基因在上调表达,消减文库构建成功,也表明对文库进行EST分析完全可以说明哪些基因在胁迫中上调表达。芯片分析显示NaHCO3胁迫下差异基因表达共有6种模式,其中模式为在6h和24h表达量高于12h,在48h表达水平又低于24h的基因占所有差异表达基因的59.60%。 植物的抗盐过程是一个复杂的过程,涉及多基因协同作用。以上研究说明,通过EST技术和cDNA芯片分析等功能基因组学研究手段的应用,可有效地获取盐胁迫下星星草众多基因的表达信息,从而为系统阐明星星草抗盐碱分子机理奠定坚实的基础。