柽柳Dof转录因子的耐盐调控机理研究

DNA-binding with one finger (Dof) domain proteins are a group of plant-specific transcription factors that are associated with many biological processes. In the previously study, we identified 20 Dof genes (named as ThDofs) with complete open reading frame from the transcriptomes from Tamarix hispida stressed by salt for different time points. Moreover, we had confirmed that four of these ThDof genes played roles in the response to salt stress. On this basis, we will analyze the salt-tolerance mechanisms regulated by the four ThDofs on both physiological and molecular level in this project. The promoters of ThDofs are cloned, and the cis-acting elements in salt stress regulation will be identified. The identified cis-elements are empolyed for determination of the upstream regulators of ThDof by yeast one hybrid. Chromatin Immunoprecipitation (ChIP) and EMSA is employed in studying the motifs banded by ThDof. The transgenic of T.hispida plants overexpression or inhibit expression of ThDofs are generated to assay the physiological changes of salt tolerance conferred by ThDof. Furthermore, the differential expressed genes between the overexpression and inhibit expression transgenic T.hispida plants are identified by gene expression profiles. The metabolic pathway regualted by these different expressed genes are determined to reveal the molecular funcion of ThDofs. The predict results will contribute to salt tolerance regulation mechanism of woody plants.

Dof蛋白是植物所特有的一类转录因子蛋白，参与多个信号途径的调控。我们从盐胁迫不同时间点的柽柳表达谱中分离获得20个全长Dof基因（ThDofs），并研究证实其中的4个ThDof基因可能参与柽柳的耐盐应答。在此基础上，本项目拟进一步系统研究柽柳ThDof基因的耐盐功能及其对树木耐盐性的分子调控机制。克隆ThDof基因启动子，鉴定启动子中包含的重要耐盐相关顺式作用元件，通过酵母单杂交系统研究其上游的调控因子；利用染色质免疫共沉淀（ChIP）、EMSA等技术研究ThDof识别的motif；制备ThDof基因过表达和抑制表达柽柳，分析盐胁迫下ThDof基因过表达和抑制表达对树木生理水平的抗逆调节。此外，利用基因表达谱技术，鉴定ThDof基因所调控的下游靶基因，分析这些基因的产物所参与的代谢途径，进而阐明ThDof转录因子的分子生物学功能。预期结果对完善木本植物的耐盐调控机制具有重要意义。

Dof蛋白是植物所特有的一类转录因子蛋白，参与多个信号途径的调控。在前期研究中，我们从盐胁迫不同时间点的柽柳表达谱中分离获得20个全长Dof基因（ThDofs），并研究证实其中的一些ThDof基因可能参与柽柳的耐盐应答。在此基础上，本项目进一步系统研究了柽柳ThDof基因的耐盐功能及其对树木耐盐性的分子调控机制。克隆获得了ThDof基因启动子，并进行了系列缺失，鉴定出具有活性的启动子片段，进一步对有活性区段中包含的重要耐盐相关顺式作用元件分析，选择其中出现次数最多的MYB元件，通过酵母单杂交系统鉴定出可能的上游调控因子ThMYB基因。对可能的上游调控基因ThMYB基因的耐盐功能进行了初步分析。利用以转录因子为中心的酵母单杂交系统筛选获得了ThDof识别的新的motif，序列为CTGCGACCGT，正在等待与ChIP-seq结果和柽柳转录组结果比对。分析比较了盐胁迫前后ThDof基因过表达和野生型拟南芥以及过表达和抑制表达瞬时转化柽柳生理水平的差异。利用基因表达谱技术，鉴定ThDof基因在过表达拟南芥中所调控的下游靶基因，分析这些基因的产物所参与的代谢途径，进而阐明了ThDof转录因子的分子生物学功能。这些研究结果对完善木本植物的耐盐调控机制具有重要意义。