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△1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(△1-pyrroline-5-carboxylate synthetase,P5CS)是植物合成脯氨酸的关键酶。在谷氨酸合成脯氨酸的途径中,P5CS是一个双功能酶,它可以催化谷氨酸磷酸化或使谷氨酸-γ-半醛还原,其活性受到脯氨酸的反馈调节。目前,已经从豇豆、番茄、菜豆、罗布麻、甘蔗等植物中克隆得到了P5CS基因。研究表明,P5CS基因的表达受水分胁迫较为明显。柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii Kom),灌木,属于豆科锦鸡儿属,具有较强的抗逆能力,且具有防风固沙、保持水土等特点。通过对柠条中P5CS基因的克隆,生物信息学分析,表达分析等方面的研究,为荒漠地区、盐碱地区植物抗渗透胁迫提供参考依据,本研究主要结果如下:1、从柠条中克隆得到一个新的△1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)基因CkP5CS,该基因全长2602 bp,开放阅读框2322 bp,编码一个包括773个氨基酸,分子量为86.2 kD的蛋白质,其等电点为8.5。同源性分析结果显示,柠条P5CS和大豆的P5CS同源性最高。蛋白质序列分析表明,P5CS蛋白为亲水蛋白质,没有信号肽结构,不含有跨膜结构域。2、实时荧光定量PCR结果显示:CkP5CS基因在柠条的表达没有组织特异性,其叶中的表达量最高。柠条CkP5CS基因的表达受到低温(4℃)、盐、和干旱胁迫的诱导。随着冷胁迫时间的延长,柠条CkP5CS基因的表达量呈先升高后降低的趋势,在处理时间达到24 h时,其表达量达到最大;随着盐胁迫浓度的升高,柠条CkP5CS基因的表达量呈先升高后降低的趋势,在盐胁迫浓度为100mM时,其表达量达到最大;随着干旱胁迫浓度的升高,柠条CkP5CS基因的表达量呈升高的趋势,在20%PEG处理下,其表达量达到最大。从而可以推测柠条CkP5CS基因参与了非生物胁迫应答。3、以柠条为实验材料,在不同浓度盐胁迫(50 mM、100 mM、150 mM、200 mM)下,随着盐胁迫浓度的升高,柠条叶片中MDA的含量总体呈上升趋势,在200 mM盐胁迫下,MDA的含量达到最大值;脯氨酸含量呈上升趋势,在200 mM盐胁迫下,脯氨酸的含量达到最大值;叶绿素含量呈先升高后降低的趋势,在100 m M盐胁迫下,叶绿素含量达到最大值;APX,GPX,CAT的活性呈先升高后降低的趋势,在100 mM盐胁迫下,CAT和APX的活性达到最大值,在50 mM盐胁迫下,GPX的活性达到最大值;SOD的活性呈上升趋势,在200mM盐胁迫下,SOD的活性达到最大。通过这些柠条生理指标的变化可以推测柠条能够在盐胁迫环境中较为正常的生长。