1、GRAS轉錄因子作為植物特有的轉錄因子家族,在植物的生長發(fā)育及信號傳導途徑具有重要作用。但目前在油菜乃至整個蕓苔屬中對GRAS家族基因的研究還很少。擬南芥LAS基因是GRAS基因家族的成員之一,在植物的腋生分生組織的分化中具有重要地位。為深入了解甘藍型油菜中GRAS類基因的作用,本研究在克隆蕓苔屬三個種LAS同源基因的基礎上,通過分析過表達甘藍型油菜BnLAS基因的轉化擬南芥,對BnLAS的功能進行了初步分析,重點研究了BnLAS基因在

2、提高植物抗旱性的作用,主要結果如下。
　　 利用擬南芥LAS核苷酸序列設計引物,以甘藍型油菜華雙5號基因組DNA為模板進行PCR擴增獲得BnLAS基因的DNA片段。通過TAIL-PCR技術分離到其兩側序列,最終獲得全長為1326bp的BnLAS基因序列,同時分離到了BnLAS基因上游1944bp的啟動子序列。生物信息學分析表明,BnLAS基因屬于GRAS家族成員,Southern雜交顯示BnLAS基因在甘藍型油菜中可能存在2個拷

3、貝。
　　 熒光定量PCR和GUS染色分析表明,BnLAS基因在植物的根部表達最強,其次為花蕾、花、莖頂端。而在腋芽,葉片和莖中僅僅在熒光定量PCR中可以觀察到微弱的表達信號。
　　 將BnLAS基因在CaMV35S啟動子驅動下,轉化到擬南芥植株中進行過量表達分析。結果顯示,與野生型擬南芥植株比較,過表達BnLAS對植株形態(tài)以及生長發(fā)育都有明顯影響。過表達植物表現(xiàn)出生長速度延緩、葉綠素含量增加、花期延遲、育性降低等一系列

4、變化。
　　 將轉基因植株和野生型植株在等生物量條件下進行抗旱處理15天后,當野生型植物發(fā)生萎蔫時,轉基因植株生長仍然較為正常。將三種類型植物(野生型植株,las突變體,過表達家系植株OL14和OL18)種植在同一缽環(huán)境條件下進行旱脅迫處理,經(jīng)過15天處理后,過量表達植株存活率分別為71.9％(OL14)和91.6％(0L18),而野生型植株和las突變體植株的存活率分別只為21.9％和11％。離體葉片的失水速率檢測結果也表明,

5、轉基因植株的葉片離體失水速率顯著低于野生型植株。
　　 由于過表達植株的根部沒有觀察到顯著的變異,而離體葉片的失水速率減緩,暗示過表達植株抗旱性的提高可能和葉片結構變化有著直接的關系。掃描電鏡和光學顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn),過表達植株OL18葉片表皮細胞減小,總氣孔數(shù)目增加1.7-1.9倍。盡管過表達植株和野生型植株間的開放氣孔數(shù)目差異不明顯,但過表達植株的氣孔開度只有野生型植株的18％-40％。
　　 在利用掃描電鏡觀測到轉基因

6、植株葉表面蠟質層增厚的基礎上,對幾個蠟質合成關鍵基因在轉基因植物中的表達進行了熒光定量PCR分析。蠟質合成關鍵基因CER1、CER2、KCS1、KCS2等四個基因的表達量在轉基因植株中顯著上升,表明過表達BnLAS基因影響了葉片表面的蠟質合成。通過葉綠素浸出實驗進一步證實了蠟質層的加厚導致了角質層滲透性改變。
　　 綜上所述,在擬南芥中過表達BnLAS基因對其生長發(fā)育有明顯影響,轉化植株的抗旱性明顯增加,而這種抗旱性的增加主要是