普通念珠藻,俗称地木耳,是一种陆生固氮蓝藻。地木耳具有极强的耐旱能力,是研究原核生物耐早的一种模式对象。克隆和研究其耐旱相关基因,将为植物抗旱基因工程提供候选功能基因或理论借鉴。地木耳wspA基因为1086bp,编码361个氨基酸,为以前研究所报道,但其耐旱功能并不清楚。WspA是一种水分胁迫蛋白,受干旱胁迫诱导表达。该蛋白大量分布于地木耳的细胞外胶鞘中,有研究表明WspA具有多糖水解酶活性。本实验选择将wspA基因转入高等模式植物拟南芥中超表达,研究其潜在的耐旱功能。转基因拟南芥经基因组PCR、RT-PCR、Western Blot检测,表明wspA基因在拟南芥中能有效转录和翻译。检测拟南芥的p-半乳糖苷酶比活力,转基因植株的比活力值显著性高于对照植株,说明WspA蛋白在转基因拟南芥中具有半乳糖苷酶活性。我们对转基因拟南芥的耐旱形态和生理生化指标进行了测定和分析。转wspA基因拟南芥在含300mM甘露醇的MS培养基上生长7天后,可明显看到其根长比对照的野生型拟南芥长。10%PEG6000胁迫处理48h后,转基因拟南芥叶片的MDA含量及相对电导率值显著性低于野生型拟南芥,也说明WspA蛋白具有一定的耐旱能力。进一步将WspA与eGFP融合后在拟南芥中转基因表达,发现WspA蛋白在转基因拟南芥根中能特异性的转运至根尖分生区,预测的WspA蛋白C端的信号肽与eGFP融合后在拟南芥中表达后也具有类似的转运作用,说明其在WspA的定向转运中起着重要作用。蛋白分布与定位的实验揭示了转基因植物根尖在胁迫下伸长的可能原因。发菜、葛仙米和地木耳是最常见的三种具鞘念珠藻,具有密切的亲源关系,通过Western Blot检测,发现发菜和葛仙米中也存在多种WspA同源蛋白,而鱼腥藻7120和集胞藻6803中没有这类蛋白。这表明WspA可能是具鞘念珠藻中的所特有的一类蛋白。