论文部分内容阅读
本实验室在探究植物高温胁迫应答机制的前期研究中鉴定到一个WD40家族蛋白HL111,该蛋白可能在植物的热胁迫耐受中起重要作用。本论文进一步通过表型分析、转录组测序等研究了 基因在拟南芥高温胁迫应答中的功能与作用机制。取得了以下实验结果:(1)在高温38℃C处理1h后,突变体hl111的LUC活性值和转录水平均显著性上调。通过转基因手段将HL111基因转入突变体hk111得到转基因互补材料,互补材料的LUC活性值和转录水平能够恢复到野生型水平,说明突变体hl111在高温下LUC变亮是由HL111基因引起的。(2)在高温38℃下处理16h后,突变体hl111的存活率显著性降低,表现出高温敏感现象;将突变体hl111的两种功能缺失型T-DNA插入突变体thl111-1、thl111-2在高温38℃下处理18h后,两者存活率均显著性降低,表现出与突变体相同的高温敏感现象;将转基因互补材料在高温38℃下处理16h后,其存活率能恢复到野生型水平,说明HL111基因是植物耐热性所必需的。(3)生长发育过程中,突变体力hl111的生长速度减慢,叶子数目少,叶片变小和成熟时期植株矮小,角果变短等;转基因互补材料生长发育能够恢复接近野生型,说明HL111基因突变会影响植株的生长发育。(4)根据qRT-PCR对野生型P-LUC的HL111基因表达进行分析,发现高温会抑制HL111基因的表达。将突变体hl111和野生型P-LUC高温处理不同时间0h、0.5h、1h、2h、5h,HL111基因的表达无显著性改变,在高温38℃处理1h时,该基因表达量相对最低。GUS组织表达分析,发现HL111基因在拟南芥的各个组织中均有表达,属于组成型表达。亚细胞定位实验发现,HL111蛋白在拟南芥的细胞核和细胞质中均有表达。(5)结合转录组测序结果和qRT-PCR分析,高温38℃处理1h后,突变体hl111中大部分Hsfs和Hsps的表达量都低于野生型P-LUC,表明HL111基因可能是通过调控这些热激相关基因的表达,来响应植物的高温胁迫应答机制。综上所述,拟南芥HL111基因可能作为热激蛋白基因的正调控因子参与植物高温应答反应的调控。目前的研究结果为阐明植物高温耐受机制奠定了一定基础。