耐热基因TT1的功能及表达调控分析

随着全球气候变暖的加剧，在世界许多地区高温胁迫已经成为影响植物生长发育、导致农作物减产的主要原因之一。深入了解高温胁迫条件下植物的生理反应及其适应机制、寻找能够提高植物热耐受性的途径以及与热耐受性相关的基因，对进一步揭示植物耐热的分子机理有重要意义。本项目拟通过分子生物学、分子遗传学，生物化学等现代分析手段对申请人从甘蓝型油菜中发现的可提高植物和微生物耐热性能的耐热基因TT1的功能和基因表达调控模式进行系统分析，揭示耐热基因TT1的作用机理和表达调控机制。

高温胁迫往往打乱细胞体内的平衡，导致生长发育的延缓。因而，揭示植物应对高温胁迫的机理具有重要的意义。本项目对耐热基因BnTT1功能分析发现它含有一个C4HC3结构域；在体外纯化的蛋白具有E3连接酶活性；主要定位在细胞膜上。表达谱分析它在植物的根、茎、叶和花中都表达；而且受多种胁迫诱导表达，原生质体分析启动子也得到相同的结论。过量表达该基因除了能提高植物热耐受性外，还能增强其它抗逆能力, 减小逆境条件对作物的伤害；分析拟南芥中的同源基因AtTT1也具有相同的结果，说明TT1在植物抗逆信号转导网络中有重要的地位。对BnTT1 机理研究发现它可通过调节膜上钙通道的活性来控制细胞内钙离子的浓度，通过钙信号的传递来调控热相关基因HSF和HSP的表达，从而赋予植物热耐受。通过项目的支持，申报有关TT1基因功能和作用的国家发明专利4项，2项国际PCT专利保护权。获的一项国家发明专利。