苹果属垂丝海棠MhABF和MhPYL基因的克隆及耐盐碱性功能鉴定

来源 :甘肃农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhaoshuang1989
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土壤盐碱化逐渐成为世界范围内影响植物生长发育的主要非生物胁迫,严重影响苹果的品质和产量。研究发现,在高盐和干旱等逆境下,植物会对胁迫做出适应性调节,如产生细胞间信使ABA。ABA可诱导渗透调节、气孔关闭和改变根系水分传导性等有关基因的转录表达以响应逆境。ABA信号通路在介导植物抵御逆境胁迫中发挥着重要的作用,而对逆境胁迫下ABA信号转导过程的研究大多集中于ABA响应元件结合因子和ABA受体。基于前期转录组学研究,本试验以垂丝海棠为材料,利用实时荧光定量PCR技术测定了盐碱胁迫下植物激素信号传导的脱落酸信号通路中脱落酸响应元件结合因子ABF(ABA responsive element binding factor,ABF)和脱落酸受体蛋白PYL基因的表达水平,并成功克隆获得MhABF和MhPYL基因,并进行生物信息学分析,最后对获得的过表达MhABF和MhPYL植株在盐碱胁迫响应中的作用做了初步的研究,主要结果如下:1.实时荧光定量PCR分析结果显示,在盐碱胁迫下,MhABF和MhPYL基因表达量显著。2.克隆得到苹果属垂丝海棠MhABF和MhPYL基因,其片段大小分别为1260bp和624 bp,分别包含1260 bp和624 bp的完整开放阅读框。氨基酸多序列比对结果显示,苹果中ABF和其他物种中的ABF蛋白在C端相对保守,在N端存在一定的差异性;而苹果PYL和其他物种中的PYL蛋白在N端和C端均存在明显的特异性。系统进化树结果表明,苹果属垂丝海棠MhABF和MhPYL均与白梨的亲缘关系最相近。3.对MhABF和MhPYL基因构建过表达载体,利用农杆菌介导法遗传转化拟南芥、烟草和苹果愈伤组织,成功获得过表达MhABF和MhPYL基因的转基因株系。4.盐碱胁迫下,转基因MhABF拟南芥和烟草的黄化萎蔫程度较野生型株系更轻;过表达MhABF苹果愈伤组织的长势也优于野生型。且转基因拟南芥与过表达苹果愈伤组织的SOD、POD酶活性及Pro含量也显著高于野生型植株。综上,过量表达MhABF基因增强了转基因拟南芥、烟草及苹果愈伤组织对盐碱胁迫的耐性。5.盐碱胁迫下,转基因MhPYL拟南芥和烟草的黄化萎蔫程度较野生型株系更严重;过表达MhPYL苹果愈伤组织的长势也弱于野生型。转基因MhPYL拟南芥和烟草的叶绿素含量明显低于野生型。同时转基因烟草和过表达苹果愈伤组织的SOD、POD酶活性及Pro含量显著低于野生型植株。综上,过量表达MhPYL基因增强了转基因拟南芥和烟草对盐碱胁迫的敏感性,过表达苹果愈伤组织在响应盐碱胁迫时抗氧化酶活性显著降低。
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