拟南芥抗寒基因ICE1的克隆及功能分析

【目的】从野生型拟南芥中克隆抗寒基因ICE1，通过农杆菌介导法将ICE1基因转到烟草中，对其功能进行研究。【方法】以三叶一心期拟南芥幼苗为材料，提取其总RNA，通过RT PCR扩增得到ICE1基因的完整开放阅读框序列；构建以抗除草剂Bar基因为筛选标记的植物表达载体pCAMBIA3301-ICE1，通过农杆菌介导法转入到烟草中，对阳性植株进行PCR检测和生理生化指标测定，并对ICE1基因在转基因烟草植株中的表达特征进行分析。【结果】成功克隆了拟南芥抗寒基因ICE1，其完整开放阅读框长1 485 bp。系统进化树表明，拟南芥ICE1基因与其他物种的ICE1基因差别较大。用农杆菌介导法得到４株阳性烟草植株，Southern blotting检测证明，ICE1基因已经以单拷贝的形式整合到烟草基因组中。实时荧光定量PCR检测表明，ICE1基因在转基因烟草植株的根、茎和叶片中均有表达，且在叶片中的相对表达量最高。4 ℃低温环境下，与未转化植株相比，转ICE1基因烟草植株叶片的相对电导率降低了12.00%~17.65%，脯氨酸含量增加了13.28%~24.10%，丙二醛含量减少了7.09%~14.52%，过氧化物酶活性提高了9.39%~22.54%。【结论】克隆获得了拟南芥ICE1基因的完整开放阅读框序列，在烟草中转入ICE1基因可提高其耐寒性