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毛果杨ptHsfA4a转录因子对锌胁迫的抗性机理研究

毛果杨ptHsfA4a转录因子对锌胁迫的抗性机理研究
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  • 批准号:31400573
  • 批准年度: 2014年
  • 学科分类:林木性状遗传与变异(C161003) |
  • 项目负责人:杨静莉
  • 负责人职称:讲师
  • 依托单位:东北林业大学
  • 资助金额:25万元
  • 项目类别:青年科学基金项目
  • 研究期限:2015年01月01日 至 2017年12月31日
  • 中文关键词: 毛果杨;ptHsfA4a;转录;胁迫;抗性
  • 英文关键词:Hsfs;Zn stress;Poplar;Transcription regulation

项目摘要

中文摘要

Hsfs是植物在多种胁迫条件下基因转录激活信号转导通路中的重要成员。我们对31个毛果杨Hsfs基因进行表达分析,发现PtHsfA4a基因特异性地受高锌诱导表达。PtHsfA4a转基因拟南芥的锌抗性显著提高,而且与对照相比吸收的锌离子主要积累在细胞膜外,很少进入原生质体内,表明该基因可能调控细胞膜锌转运子基因的表达。本项目拟以毛果杨为对象开展PtHsfA4a基因抗锌机制。克隆PtHsfA4a基因启动子,确定启动子中的抗锌相关顺式调控元件;利用酵母单杂交技术筛选PtHsfA4a基因的上游调控基因;分析比较过表达和抑制表达PtHsfA4a毛果杨抗锌相关生长、生理指标的变化;用表达谱测序技术确定PtHsfA4a所调控的下游靶基因,同时对这些靶基因进行功能分析,研究它们所参与的抗锌代谢过程,从而在分子和生理水平上揭示PtHsfA4a转录因子对林木的抗锌调控途径。

英文摘要

In plants, heat shock transcription factors (Hsfs) are important for tolerance to various abiotic stresses. In the previous study, we identified 31 Hsf genes in Populus trichocarpa, qRT-PCR analysis result showed that PtHsfA4a was specially expressed at high levels under zinc stress. Therefore, the zinc tolerance of transgenic Arabidopsis thaliana increased, and zinc ion influx into protoplast of transgenic A. thaliana was fewer than that into WT plant, and most ions were localized outside of membrane, which demonstrating that PtHsfA4a probably response to zinc stress in Populus trichocarpa by regulating downstream zinc transporter that localized on membrane. The aim of this study was to investigate the mechanism on PtHsfA4a gene in Populus trichocarpa response to zinc tolerance .. The promoter of PtHsfA4a was cloned, and the cis-acting elements in zinc stress regulation will be identified. The identified cis-elements are employed for determination of the upstream regulators of PtHsfA4a by yeast one hybrid. The physiological changes and growth characteristics of PtHsfA4a over- and inhibit expression of P. trichocarpa were confirmed to elucidate the physiology regulation. The downstream target genes were identified by gene expression profiles. Moreover, functions and metabolic pathway regulated by these genes are determined to reveal zinc tolerance mechanism of PtHsfA4a in forest tree at molecular and physiological level.

结题摘要

Hsfs是植物在多种胁迫条件下基因转录激活信号转导通路中的重要成员。我们对31个毛果杨Hsfs基因进行表达分析,发现PtHsfA4a基因特异性地受高锌诱导表达。PtHsfA4a转基因拟南芥的锌抗性显著提高,而且与对照相比吸收的锌离子主要积累在于细胞膜外,很少进入原生质体内,表明该基因可能调控细胞膜锌转运子基因的表达。本项目拟以毛果杨为对象开展PtHsfA4a基因抗锌机制。克隆PtHsfA4a基因启动子,确定启动子中的抗锌相关顺式调控元件;酵母单杂交技术,筛选PtHsfA4a基因的上游调控基因;分析比较过表达和抑制表达PtHsfA4a毛果杨抗锌相关生长、生理指标的变化;用表达谱测序技术确定PtHsfA4a所调控的下游靶基因,同时对这些靶基因进行功能分析,研究它们所参与的抗锌代谢过程,从而在分子和生理水平上揭示PtHsfA4a转录因子对林木的抗锌调控途径。

评估说明

    国家自然科学基金项目“毛果杨ptHsfA4a转录因子对锌胁迫的抗性机理研究”发布于爱科学iikx,并永久归类于相关科学基金导航中,仅供广大科研工作者查询、学习、选题参考。国科金是根据国家发展科学技术的方针、政策和规划,以及科学技术发展方向,面向全国资助基础研究和应用研究,发挥着促进我国基础研究源头创新的作用。国科金的真正价值在于它能否为科学进步和社会发展带来积极的影响。

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