玉米锌指蛋白基因ZmAN14过表达转基因烟草对非生物胁迫的响应

【目的】ZmAN14是玉米A20/AN1型锌指蛋白基因家族成员，该家族在水稻中广泛参与非生物胁迫应答。通过分析玉米旱21（H21）及转ZmAN14烟草在非生物胁迫下的表达情况，为玉米ZmAN14及其家族的功能和分子机制的全面解析提供新信息。【方法】通过对ZmAN14进行序列分析，发现其属于玉米A20/AN1型锌指蛋白基因家族。以玉米自交系H21为研究材料，在三叶期时对其进行非生物胁迫和ABA诱导处理，0、1、3、6、12和24 h时取整株样品，同时在玉米不同生长期取根、茎、叶、胚芽鞘、雌蕊、雄蕊、花丝、苞叶等不同组织样品，利用实时荧光定量PCR方法对ZmAN14的组织表达谱和非生物胁迫及ABA诱导的表达谱进行分析，并结合启动子区顺式作用元件分布情况进行对比分析。将ZmAN14编码序列克隆至GFP表达载体pMDC85，利用亚细胞定位技术验证ZmAN14在胞内的定位情况。将ZmAN14克隆至GAL4 DNA结合结构域载体，并转化酵母，将其涂布在缺陷培养基上观察酵母生长情况，分析其有无转录激活活性。将ZmAN14编码区与植物表达载体p1300-221连接构建超表达载体，并将其转入烟草，选择ZmAN14 mRNA 表达量高的T₂纯合体株系进行盐、干旱胁迫和ABA诱导，观察其对非生物胁迫的应答。【结果】序列分析表明，ZmAN14开放阅读框（ORF）为516 bp，编码一个171个氨基酸的蛋白，预测分子量为18.3 kD，等电点是8.28。ZmAN14具有A20和AN1结构域，属于玉米A20/AN1型锌指蛋白基因家族。实时定量荧光PCR结果表明ZmAN14在叶中大量表达，受NaCl、干旱胁迫和ABA诱导上调。ZmAN14与GFP融合蛋白定位于细胞质和细胞核中，定位结果与ZNF216 和ZmAN13类似，而ZmAN14本身并没有核定位信号，暗示ZmAN14与其他蛋白结合进入细胞核中发挥其生物学功能。ZmAN14在酵母中表达时不能在酵母缺陷培养基（SD/-Leu-His medium）上生长，因此，未发现其具有转录激活活性。将ZmAN14在烟草中过表达会增加烟草苗期对盐和干旱的抗性。【结论】ZmAN14属于玉米A20/AN1型锌指蛋白基因家族。ZmAN14主要在叶中表达，受非生物胁迫和ABA诱导，在烟草中过表达可以提高烟草苗期对盐和干旱的抗性。ZmAN14可能通过与其他蛋白的互作行使功能。相比较于其他的A20/AN1型锌指蛋白，在转基因烟草中，ZmAN14也参与非生物胁迫应答。ZmAN14与ZmAN13具有高同源性，但在盐和干旱胁迫时，二者却具有向反方向调控的功能。

The Response of a Putative Maize Zinc-Finger Protein Gene ZmAN14 in Transgenic Tabacco to Abiotic Stress