【摘 要】
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[目的]研究甘薯丝裂原活化蛋白激酶MPK6在抵御低温胁迫过程中的功能,为解析甘薯耐低温机制和遗传改良提供参考.[方法]采用农杆菌介导法,将35S::IbMPK6-GFP重组表达载体和对照载体质粒pDMC83转化甘薯愈伤组织,根据载体上特有的GFP序列设计引物对甘薯拟转基因材料进行分子鉴定,并通过qRT-PCR筛选表达量高的转基因株系.对非转基因植株(WT)和转基因株系进行低温胁迫和恢复处理,观察处理后及恢复后的表型变化;检测叶绿素荧光参数Fv/Fm、丙二醛(MDA)含量和过氧化氢(H2O2)含量等生理指标
【机 构】
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江苏徐淮地区徐州农业科学研究所/江苏徐州甘薯研究中心/农业部甘薯生物学与遗传育种重点实验室,江苏徐州 221131
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[目的]研究甘薯丝裂原活化蛋白激酶MPK6在抵御低温胁迫过程中的功能,为解析甘薯耐低温机制和遗传改良提供参考.[方法]采用农杆菌介导法,将35S::IbMPK6-GFP重组表达载体和对照载体质粒pDMC83转化甘薯愈伤组织,根据载体上特有的GFP序列设计引物对甘薯拟转基因材料进行分子鉴定,并通过qRT-PCR筛选表达量高的转基因株系.对非转基因植株(WT)和转基因株系进行低温胁迫和恢复处理,观察处理后及恢复后的表型变化;检测叶绿素荧光参数Fv/Fm、丙二醛(MDA)含量和过氧化氢(H2O2)含量等生理指标;利用二氨基联苯胺(DAB)和氮蓝四唑(NBT)染色法观察活性氧的积累情况;分析低温信号转导途径中关键转录因子基因IbCBF3和下游基因IbCOR27的表达水平.[结果]共获得12株IbMPK6过表达甘薯株系,筛选IbMPK6表达量最高的3个过表达株系(L3、L8和L11)用作低温胁迫分析材料.低温胁迫下WT的Fv/Fm为0.50,而转基因株系L3、L8和L11的Fv/Fm分别为0.79、0.79和0.80,与WT呈现极显著差异水平.温度恢复后,转基因植株中Fv/Fm恢复至低温处理前水平,而WT中Fv/Fm仅为0.70,极显著低于转基因植株.低温胁迫下,WT的丙二醛含量为0.05μmol·g-1,而转基因株系L3、L8和L11中的丙二醛含量分别为0.02、0.04和0.02μmol·g-1,显著低于WT.温度恢复正常后,WT中的丙二醛含量为0.03μmol·g-1,而转基因株系L3、L8和L11中的丙二醛含量均为0.01μmol·g-1.DAB和NBT染色结果显示,低温胁迫下,WT叶片与转基因株系叶片相比,染色较深,说明WT比转基因植株积累了更多的过氧化氢和超氧阴离子.过氧化氢含量测定结果显示,低温胁迫下和温度恢复后,转基因植株中过氧化氢的含量均显著低于WT.qRT-PCR结果表明IbCBF3和IbCOR27受低温诱导表达,且在WT和转基因株系之间差异显著.[结论]过表达IbMPK6甘薯植株通过缓解光合系统和膜系统的损伤、减少活性氧的积累,提高了对低温胁迫的耐受性.IbMPK6通过调控低温通路中相关基因IbCBF3和IbCOR27的表达,参与甘薯低温信号转导途径.
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