利用樱桃查尔酮合酶CpCHS1基因创制烟草抗旱种质

来源 :贵州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ah20090907
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‘玛瑙红’樱桃(Cerasus pseudoceresus‘Manaohong’)属中国樱桃,是贵州省自主选育的具有品质优良、耐贮运、抗性强的樱桃品种,目前在贵州省种植面积已超20000公顷。作为贵州“十四五”期间精品水果产业重点发展树种,‘玛瑙红’樱桃将在贵州乡村振兴中发挥重要作用。本课题组前期对‘玛瑙红’樱桃根系转录组数据分析中发现,逆境下樱桃根系中黄酮类化合物合成代谢途径关键酶——查尔酮合酶(Chalcone Synthase,CHS)基因显著上调表达,暗示该基因可能与‘玛瑙红’樱桃高抗性密切相关。本研究首先克隆了1个‘玛瑙红’樱桃CHS基因,命名为CpCHS1,并对其序列进行生物信息学分析;利用实时荧光定量PCR(qPCR)检测该基因在植株不同组织中的表达及对逆境的响应;利用农杆菌介导法将CpCHS1基因遗传转化烟草,并对转基因株系进行了抗旱性鉴定,研究结果为该基因的利用奠定基础。主要研究结果如下:1、利用Snapgene软件设计克隆基因编码区的特异性引物(CpCHS1-F:5’-ATGGTGACCGTGGAGGAAGTTC-3’CpCHS1-R:5’-TCAAGCGTTCAAGCCCA CG-3’)。以‘玛瑙红’樱桃c DNA为模板,PCR扩增编码区全长,‘玛瑙红’樱桃全长1227 bp,编码408个氨基酸。相对分子质量为44.6 k D,理论等电点(p I)为6.53;无跨膜结构域,为稳定的亲水性蛋白;蛋白信号肽预测该基因为非分泌蛋白;二级结构包括α-螺旋及无规则卷曲等;多序列比对表明,CpCHS1与水蜜桃(Prunus persica)亲缘关系最近,相似度为100%。2、qPCR表明,CpCHS1在根中的表达量最高,其次是果、叶。3、对该基因构建植物超表达载体,利用叶盘法遗传转化烟草,获得9株稳定异源表达的转基因烟草株系。4、分别对转CpCHS1基因烟草种子、幼苗、成苗进行干旱胁迫处理,发现CpCHS1异源过表达后可促进种子的萌发率;烟草幼苗的根长和鲜重都均有增加,烟草的抗旱能力明显增强,这些结果表明转CpCHS1基因烟草为烟草抗旱种质提供基础。
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