柳枝稷dreb1a基因的克隆与功能分析
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言（或绪论）1
1材料与方法3
1.1试验材料 3
1.1.1植物试验材料、3
1.1.2菌种和质粒3
1.1.3工具酶和试剂.3
1.1.4主要仪器3
1.2试验方法 3
1.2.1柳枝稷 DNA的提取3
1.2.2 DREB1A基因的克隆及序列测定4
1.2.3DREB1A基因生物信息学分析4
1.2.4荧光定量PCR分析柳枝稷DREB1A基因表达特性4
2结果与分析4
2.1柳枝稷PvDREB1A基因的克隆及鉴定5
2.2 柳枝稷PvDREB1A基因序列分析5
2.3 柳枝稷PvDREB1A基因生物信息学分析5
2.3.1 PvDREB1A基因全长序列的结构特征6
2.3.2 PvDREB1A高级结构预测7
2.4 柳枝稷DREB1A基因表达模式分析8
2.4.1 干旱胁迫下PvDREB1A的表达特征8
2.4.2 低温胁迫下PvDREB1A的表达特征8
2.4.3 NaCl处理下PvDREB1A的表达特征9
2.4.4不同光周期处理下PvDREB1A的表达特征9
3讨论 10
4结论 11
致谢11
参考文献11
柳枝稷DREB1A基因的克隆与功能分析
摘 要: 本文利用PCR技术从柳枝稷中克隆与植物耐旱相关序列DRE相结合的转录因子DREB1A的基因.并对该基因序列进行了分析：基因全长708bp，无内含子，编码235氨基酸残基和典型AP2功能域，等电点pI=5.17分子量PA=25.23KD。通过荧光定量 PCR 分析表明，该基因表达随植物自身节律发生变化，且受到干旱和低温诱导，但不受ABA诱导。
引言
干旱、盐碱、高温、低温等非生物胁迫是影响植物生长发育的主要因素，植物受到逆境胁迫时会产生 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
形态以及生理上和基因表达等适应性调节反应从而降低或消除危害[1]。根据与DNA结合的方式可以把TF分为两类：普遍性转录因子（general transcription factor，GTF）和特异性转录因子（sequence specific transcription factor），普遍性转录因子能和启动子的核心序列TATA框结合，可以激活所有基因的转录，但是特异性转录因子和DNA序列上的其它调节元件结合，只能激活特定的基因[2]。自从1987年Paz－Ares首次报道玉米转录因子基因的克隆以来，相继从高等植物中分离出的调控干旱、高盐、低温、激素、病原反应及生长发育等相关基因表达的转录因子已达数百种。研究发现在拟南芥中编码转录因子的基因至少有1800个，约占其基因总数的5.9％[3]，而且这些转录因子在调节植物生长发育以及对外界环境的响应方面起着重要作用[4]。
DREB转录因子(Dehydration Responsive Element Binding protein)，即干旱应答元件结合蛋白质[5,6]与 DRE（dehydration responsive element）顺式作用元件相结合，调控对干旱、高盐、低温等逆境应答相关基因表达的蛋白质。近年来DREB类转录因子的发现是植物抗逆性研究方面最具突破性的进展之一。它在植物应答干旱、高盐及低温胁迫信号的过程中起重要的调控作用。
DREB转录因子，其基因内均无内含子。从蛋白质结构分析，DREB转录因子具有典型的转录因子结构特征：在C末端富含酸性氨基酸，功能是作为转录激活区；N末端富含碱性氨基酸，是核定位信号区；中间由58个氨基酸残基组成的AP2/EREBP结构域，可形成3个β折叠和1个α螺旋结构，其中位于第2个β折叠中的第14位的缬氨酸(V)和第19位的谷氨酸(E)非常保守[7]，特别是第14位的缬氨酸(V)，对决定DREB转录因子与DRE顺式作用元件的特异性结合起关键作用。在DREB转基因植物中，DREB转录因子基因的过量表达可以激活靶基因的表达，提高植物对低温、干旱等逆境的忍耐力。
植物在非生物环境胁迫条件下，通过对各种逆境因子的感受，将细胞外信号转化为胞内信号，再通过信号的各级传递使使 DREB 转录因子与 DRE 顺式作用元件相结合，转录调控目的基因的表达，使基因产物的积累，最终引起各种生理生化调节，最终使植物抗逆性获得增强[8]。
由于植物对低温、干旱、高盐等逆境胁迫耐性受多个基因的控制，因此其抗逆性的强弱受多个因子的协同调控[9]。DREB 转录因子能够识别 DRE元件，与基因启动子区域的DRE顺式作用元件特异性结合，在信号传导过程中对诱导下游许多抗逆相关的功能基因表达中起到关键作用。因此，利用转录因子的作用来增强植物抗逆性，从而改良植物抗逆性成为植物育种的重要途径。
柳枝稷 (Panicum virgatum L.) 是一种重要的能源植物种，是禾本科黍属植物，植株高大，根系发达，叶型紧凑具有根茎。柳枝稷耐旱耐湿，能生长在各种天然沙地或肥沃土壤都能生长，适应性很强，适宜其生长的 pH 为 4.9～7.6，在中性条件下生长最好[9]。柳枝稷水肥资源利用效率高，寿命长可达到 10 到 15 年。它是典型的多年生暖季型草，有较好的草料特性和水保持水土的能力。由于柳枝稷的适应性强，能迅速生长，产量高，对土壤要求低，需水、需肥量少，病虫害少等优点，被认为是植物能源的潜在来源，越来越受到人们的关注。而且，它是 C4植物，其水分利用率高，通过多种代谢途径来进行碳的固定。柳枝稷作为植物能源原料种植，不会污染环境，能减少空气污染和降低温室效应，通过固定地下碳来提高土壤质量，有利于水土保持和生态保护；燃烧是不会产生一些有毒气体；低成本，其转化气体或液体的过程较简单易操作；可再生，可以循环利用；利用安全及方便等[10]。
我国地域辽阔以及丰富的植物多样性为研发能源植物提供了优越的条件。当下我国还有很多没有开辟的荒地，在荒漠土壤中种植能源植物，有利于植物能源的研发及生态恢复和减少水土流失[11]。由于能源植物不能与粮争地，因此需要重复利用边际地和退化土地。然而针对边际地和退化土地的主要问题（干旱、盐渍化、重金属污染等），能源植物、特别是高大的多年生禾草（如柳枝稷）能够在边际地生长，并对土壤有修复作用。同时能源植物如柳枝稷生产的绿色燃料，有利于生态保护，并对不可再生资源有一定的补充作用。
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