1、干旱、鹽害、極端溫度、化學毒害和氧化脅迫等非生物脅迫嚴重影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn),并導致環(huán)境退化。植物在生長發(fā)育過程中,需要對各種逆境信號作出反應,這就要求對各種功能基因的表達進行精確調控。因此,系統(tǒng)研究植物對環(huán)境脅迫應答的機制就顯得尤為重要。
　　 利用PCR技術從不結球白菜cDNA文庫中克隆到1個新的編碼鈣依賴型蛋白激酶(CDPK)的全長cDNA序列,命名為BrCPK6。BrCPK6基因的開放閱讀框(ORF)為1,638bp,編碼一個由

2、545個氨基酸組成的蛋白質。推導的氨基酸序列與蕓薹屬已知的CDPK類蛋白激酶的同源性可達90％以上,與擬南芥AtCPK6的同源性達89％。使用Real-Time PCR技術對BrCPK6基因在不同組織以及不同逆境脅迫下的相對轉錄水平進行了定量分析,結果表明,BrCPK6基因的表達在根中最高,并且受鹽、低溫和ABA的誘導。
　　 利用轉基因過量表達株系和突變體材料研究了一個鈣依賴型蛋白激酶AtCPK6在擬南芥中的功能。Real-T

3、ime PCR技術對AtCPK6基因在不同逆境脅迫下的轉錄水平進行了分析表明,AtCPK6基因的表達受鹽、干旱脅迫的誘導。在鹽、干旱脅迫條件下,轉基因過量表達株系的存活率顯著高于野生型,滲透保護物質脯氨酸含量顯著提高,質膜過氧化副產(chǎn)物丙二醛含量顯著降低。對脅迫應答基因的轉錄水平進行分析表明,一些基因(如Rd29A等)的表達在轉基因過量表達株系中顯著上調。但突變體材料沒有表現(xiàn)出與野生型的明顯差異。由此說明,AtCPK6基因可能作為脅迫信號

4、轉導途徑中的一個“節(jié)點”,與CDPK家族的其它成員一起參與植物對非生物脅迫的響應。
　　 利用PCR方法和基于PCR的PTDS方法(PCR—based two-step DNA synthesis,PTDS)分別合成了來源于酵母的轉錄因子ACE1基因和來源于藍細菌的金屬硫蛋白SmtA基因,并利用模式植物擬南芥研究了上述兩個基因的功能。分析其在重金屬脅迫條件下的功能表明,在銅離子脅迫條件下,過量表達ACE1基因的擬南芥存活率較野生

5、型顯著提高,并避免了兩個關鍵的葉綠素生物合成酶在銅離子脅迫下的降解,同時由于活性氧清除酶系統(tǒng)的啟動,SOD和POD的活性顯著增強,因此減小了由銅離子脅迫產(chǎn)生的ROS對細胞造成的傷害,從而提高了植株對銅離子的耐受性；金屬硫蛋白SmtA與鋅離子有很強的親和力,過量表達SmtA基因的擬南芥存活率較野生型顯著提高,并通過激活活性氧清除酶系統(tǒng),增強了SOD和POD的活性,因此減小了高鋅脅迫產(chǎn)生的ROS對植物細胞造成的損傷,從而提高了植株對鋅脅迫的