梭梭“夏休眠”特性的分子机理研究

梭梭是我国西北荒漠半荒漠地区珍贵的植物资源，在维护区域生态安全上具有不可替代的生态地位。以梭梭为建群种形成的天然荒漠植被，是新疆荒漠平原地区物种多样性水平最高的群系，也是准噶尔盆地西南缘天山北坡经济带的天然生态屏障，在维护区域生态平衡和促进国民经济发展中起着重要作用。因长期生长在荒漠逆境中，梭梭已进化出一种极具生物学意义的"夏休眠"特性来抵御极端逆境的危害，以保障种群的生存和繁衍。针对梭梭"夏休眠"特性分子基础缺乏了解的现状，本研究采用构建两个平行文库、测序、信息学分析、基因表达分析和功能验证等方式：①揭示梭梭"夏休眠"特性的分子机制；②发掘出"夏休眠"关键调控基因；③从分子水平界定梭梭的"夏休眠"特性。本研究不仅有助于深入认识和理解梭梭"夏休眠"特性，为高效调控、改良和提高林木和作物的抗逆特性提供借鉴和指导；而且还可我国西北地区大规模梭梭林生态恢复重建提供科学依据。

梭梭是我国西北荒漠半荒漠地区珍贵的植物资源，在维护区域生态安全上具有不可替代的生态地位。在高温、干旱等逆境胁迫下，梭梭进化出一种极具生物学意义的“夏休眠”特性来抵御极端逆境的危害，以保障种群的生存和繁衍。为揭示梭梭“夏休眠”的特性及分子机制，通过研究，在梭梭抗高温生理方面，进一步阐明了梭梭体内内源激素（叶片细胞分裂素、脱落酸含量、细胞生长素、赤霉素、脯氨酸、可溶性糖）以及叶绿素、含水率等与大气温度的关系，在高温胁迫下，梭梭同化枝含水量大致保持稳定，变化不大，而梭梭体内内源激素含量表现为有利于提高梭梭抗逆性，从而提升梭梭成活率。.　　在梭梭“夏休眠”特性的分子机制研究方面，构建了梭梭消减文库，将消减 cDNA 片段克隆入TA 载体，成功地构建了α和β样本间正反向消减 cDNA文库。 每个消减 cDNA 文库随机挑取克隆， 用Nested primer 1 和 Nested primer 2R 为引物进行PCR 鉴定后， 从正反向消减cDNA 文库中分别筛选到20 和 20个有效阳性克隆，插入片段长度主要分布于150–750bp 之间。挑选阳性克隆进行测序后。对所获序列利用DNAstar 软件进行剪切与拼接而得到不含载体序列的 EST。采用 NCBI (http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/ Blast.cgi)的 nucleotide blast 在线序列比对工具，对所有EST 序列进行同源性检索分析。从两个文库中进行了测序，共挑去了40个单克隆进行测定，其中最短的 200 bp, 最长的 1012 bp。利用 NCBI 数据库进行 Blastx 比对, 去除低质量序列及重复序列后，共获得33条 EST 序列。其中 19 条功能已知，占全部 EST 的 57.5%；在Blastx 比对结果基础上，查阅相关资料并利用AmiGO 对 60 条 EST 进行功能注释和聚类分析，发现其中 60%参与能量代谢，27%参与植物应激反应调节，包括催化调节、蛋白转运、结构修饰、信号转导、转录调节、光合作用等，其余的涉及植物抗逆及衰老等多个方面有，涉及的基因有protein phosphatase type 2A regulator、tonoplastic monosaccharide transporter等。