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植物在长期的进化过程中,为了抵御不利环境的影响,逐渐形成了一套严密而又完善的信号传导系统。Ca2+是包括植物在内的所有真核生物的许多信号传导途径的通用第二信使。当植物遭受盐、干旱、氧化等胁迫时,胞质溶胶中的Ca2+浓度会在时空上发生显著的变化,这种变化被相应的Ca2+感受器感知,并进一步将信号传递至下游[1]。钙调磷酸酶B类蛋白(B-like protein,CBL)是植物体内的Ca2+感受器之一,它通过特异地与蛋白激酶CIPK(CBL interacting protein kinase,CIPK)互作来激活下游靶标,解码“Ca2+信号”[2],进而调节植物相关生理功能。CBL家族在许多模式植物中研究较为广泛,但目前对大豆CBL家族的研究不是特别深入。本研究以“黑农-44”为实验材料,从大豆中克隆了与拟南芥AtCBL2基因同源的GmCBL7基因序列,并构建了GmCBL7基因的植物表达载体,并将该基因成功转化到烟草中。对转基因植株进行抗逆性分析,确定了该基因与非生物胁迫耐受性的关系。获得的主要研究成果如下:1.大豆GmCBL7基因的克隆与序列分析根据拟南芥At CBL2蛋白序列在大豆基因组数据库(www.Phytozome.com/soybean)进行同源比对获得大豆同源序列GmCBL7,通过RT-PCR扩增获得GmCBL7基因序列964 bp,该序列CDS长度为672 bp,编码223个氨基酸。生物信息学分析表明,GmCBL7蛋白为亲水蛋白,具有典型的EF-Hand结构域,不存在跨膜结构域,不含有信号肽,属于非分泌性蛋白。亚细胞定位预测结果显示,该蛋白主要定位于细胞质中。系统进化分析表明,GmCBL7与豆科植物中的同源蛋白处于一个进化分支,且与木豆(Cajanus cajan)中同源蛋白的亲缘关系最近。2.大豆GmCBL7基因植物表达载体的构建及对烟草的遗传转化利用In-fusion无缝连接酶通过同源重组的方法将GmCBL7基因连接至植物表达载体pCPB中,经菌落PCR和测序证明pCPB-GmCBL7植物表达载体构建成功。通过农杆菌介导的叶盘法转化野生烟草,获得了28株草丁膦抗性植株,PCR鉴定结果表明,15株为阳性植株。随机选取3株进行RT-PCR检测,结果均在转录水平获得表达。3.转GmCBL7基因烟草的抗逆性鉴定对野生型和转基因烟草进行了200 mmol/L NaCl和200 mmol/L甘露醇胁迫下的生理指标测定分析。结果表明,在高盐和干旱处理6 h和12 h后,转基因植株的抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性、脯氨酸含量均显著高于野生型,MDA含量均显著低于野生型,说明GmCBL7基因过表达能够提高转基因植株的抗旱耐盐能力。