《旱寒胁迫下锦鸡儿基因SSH文库构建及抗逆侯选功能基因资源挖掘》

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"旱寒胁迫下锦鸡儿基因SSH文库构建及抗逆候选功能基因资源挖掘"项目属植物学和生物化学与分子生物学学科领域的基础理论研究。研究课题来源于国家自然科学基金项目"内蒙古旱生资源植物CBF/DREB1转录因子的克隆及其在柠条锦鸡儿抗非生物胁迫中的利用(31060105)"、内蒙古自然科学基金项目"旱生植物CBF/DREB1克隆及其在柠条锦鸡儿高抗新种质创制中的应用(2010Zd13)"和教育部高等学校博士学科点专项科研基金联合资助课题博导类项目"基于冷诱导SSH库的柠条锦鸡儿高抗新种质创制(20111515110001)"。

该项目以内蒙古自治区西北荒漠地区广泛分布的柠条锦鸡儿和中间锦鸡儿为材料,构建了干旱和冷冻胁迫诱导的两个抑制性消减杂交文库,建立了锦鸡儿抵抗干旱胁迫和冷胁迫的分析网络,筛选得到了大量抗逆基因。进一步利用拟南芥和蒺藜苜蓿模式植物系统,鉴定候选功能基因在植物抗逆中的功能,为植物基因工程储备基因和遗传资源,为旱寒区农牧林植物分子改良提供依据。

该项目的研究成果概括为以下三部分:

一是首次利用抑制性消减杂交技术(SSH)构建了柠条锦鸡儿干旱和冷胁迫下的cDNA文库,构建了柠条锦鸡儿抗逆的分子网络,挖掘了大量抗逆相关基因。从干旱胁迫下柠条锦鸡儿SSH文库,得到了645条差异表达的抗逆相关Unigenes;从低温胁迫下柠条锦鸡儿SSH文库,获得了822条抗逆相关的差异表达Unigenes。

二是首次筛选并报道了柠条锦鸡儿中在不同的非生物胁迫处理下的内参基因,确定了GAPDH、EF1α和SKIP5-1是最稳定的内参基因,EF1α+ SKIP5-1是最稳定的内参基因组合,TUA和TUB是最不稳定的内参基因。为利用荧光定量PCR研究柠条抗逆基因的表达提供了合适的内参。

三是首次克隆并验证了中间锦鸡儿两个胁迫相关NAC转录因子,发现CiNAC3和CiNAC4能够提高植物抗旱、抗盐的能力,并且发现其在种子萌发和侧根生长中有着重要作用。并对柠条锦鸡儿和中间锦鸡儿其它一些抗逆相关基因,例如CkLEA1、CiNAC1、CibHLH93、CiMYB68、CiMYBJ2、CiMYB177等基因进行了克隆、表达分析和功能研究。

项目发表的12篇学术论文和授权的1项国家发明专利中,10篇论文被引用,累计他引51次。其中包括SCI二区杂志Journal of Experimental Botany引用1次、BMC Plant Biology引用2次、Frontiers in Plant Science引用3次,其他SCI杂志引用20次。被引用的是建立的内参基因的筛选方法和抗逆候选功能基因抗旱抗寒功能的发现点。

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