兰州百合小热激蛋白及热激转录因子基因的克隆与功能研究

Small heat shock proteins (smHSPs) and heat shock transcription factors (HSFs) play important and extensive roles during plants against biological or abiotic stress. We cloned 3 genes of smHSPs (LimHSP16.45, LimHSP17.5 and LimHSP17.7) and screened out 2 ESTs of HSFs from David Lily, and our study has showed that LimHSP16.45 played some kind of roles during plants against extreme temperatures, high salt and oxidative stress in plants. Using David Lily as research materials, we will further investigate the function of these 3 smHSPs during plants against all kinds of stress; clone the cDNA of HSFs from David Lily, and study the function of these HSFs during plants against environmental stress; find out the relationship between smHSPs and HSFs through yeast one hybrid analysis, and reveal smHSPs/HSFs involved signal transduction pathway of plant against environmental stress. This research can help us comprehensive understanding the function of smHSPs and HSFs, give us some important information about the mechanism of plant against environmental stress, and build theoretical base for enhancing stress resistance of David Lily through translation of smHSPs and HSFs.

小热激蛋白和热激转录因子在植物抵御各种生物和非生物胁迫过程中发挥广泛且重要的作用。前期研究中，我们先后从兰州百合中克隆到3个小热激蛋白新基因,并筛选到2个热激转录因子的ESTs，且初步发现其中一个小热激蛋白在植物抵抗多种环境胁迫过程中发挥作用。本项目将以兰州百合为材料，采用qRT-PCR、遗传转化等多种分子生物学手段结合高温、低温、高盐、渗透和氧化胁迫处理，进一步研究这3个小热激蛋白在兰州百合抵御各种环境胁迫过程中的功能；克隆2个热激转录因子的cDNA，结合表达分析和抗性生理分析研究它们的生物学功能；通过酵母单杂交等方法分析这些热激转录因子与小热激蛋白的对应调控关系，初步揭示它们参与植物抗逆过程的信号传导途径；最终综合分析兰州百合中小热激蛋白和热激转录因子在抵抗逆境胁迫过程中的作用，为更深层次揭示植物抗逆机理提供重要信息，并为将来通过遗传转化提高兰州百合逆境适应力创造条件。

小热激蛋白和热激转录因子在植物抵御各种生物和非生物胁迫过程中发挥广泛且重要的作用。前期研究中，我们从兰州百合中克隆到3个小热激蛋白新基因LimHSP16.45、LimHSP17.5和LimHSP17.7，目前已初步发现其中一个在植物抵抗多种环境胁迫过程中发挥作用。本项目以兰州百合为材料，通过多种分子生物学手段结合高温、低温、高盐、渗透和氧化胁迫处理，进一步研究了这3个小热激蛋白在兰州百合抵御各种环境胁迫过程中的功能。并从兰州百合中克隆到2个可能参与调控小热激蛋白表达的热激转录因子LimHSF1和LimHSF2，并研究了这些热激转录因子在兰州百合抗逆过程中的生物学功能。通过酵母单杂交等方法分析了热激转录因子与小热激蛋白的对应调控关系，初步揭示了它们参与植物抗逆过程的信号传导途径。本项目还以兰州百合鳞茎为外植体进行遗传转化，并获得它们的过表达植株，然后通过热激蛋白的过表达研究了它们在植物抗逆过程中的作用。最终综合分析了兰州百合中小热激蛋白和热激转录因子在抵抗逆境胁迫过程中的作用，为更深层次揭示植物抗逆机理提供重要信息，并为将来通过遗传转化提高兰州百合逆境适应力创造条件。