棉花ALDH7和ALDH12基因在鹽和干旱脅迫下功能初步分析

發(fā)布時(shí)間：2020-04-28 16:37

【摘要】：植物生活在復(fù)雜的環(huán)境中。長(zhǎng)期的進(jìn)化與適應(yīng)過(guò)程,使得植物擁有了多種應(yīng)對(duì)生物脅迫和非生物脅迫的防御機(jī)制。醛脫氫酶(ALDHs)廣泛參與植物體應(yīng)對(duì)非生物脅迫的響應(yīng)。ALDH7(Gh_D06G1578)是陸地棉醛脫氫酶超家族第7家族B1亞家族成員,編碼序列長(zhǎng)度為1524 bp,蛋白質(zhì)長(zhǎng)度為507(aa),在264 271(aa)區(qū)域?yàn)槿┟摎涿腹劝彼峄钚圆课?ALDH12(Gh_D03G0856)是陸地棉醛脫氫酶超家族第12家族A1亞家族成員,編碼序列長(zhǎng)度為1665 bp,蛋白質(zhì)長(zhǎng)度為554(aa),在328 339(aa)區(qū)域?yàn)槿┟摎涿赴腚装彼峄钚圆课�。本研究我們通過(guò)擬南芥超表達(dá)棉花ALDH基因家族成員ALDH7(Gh_D06G1578)和ALDH12(Gh_D03G0856)基因,在干旱和鹽脅迫下進(jìn)行功能初步分析,主要結(jié)果如下:1.干旱和鹽脅迫下,擬南芥超表達(dá)轉(zhuǎn)基因植株中目的基因ALDH7(Gh_D06G1578)的表達(dá)水平與野生型擬南芥(Col-0)相比顯著提高。在干旱和鹽脅迫下,與野生型擬南芥相比,轉(zhuǎn)ALDH7基因植株CAT(過(guò)氧化氫酶)的活性較高,而H_2O_2(過(guò)氧化氫)含量較低。轉(zhuǎn)基因擬南芥葉片MDA(丙二醛)的含量比野生型植株低,表明轉(zhuǎn)基因擬南芥在脅迫下所受脂質(zhì)氧化損傷的程度較小。此外,在干旱和鹽脅迫條件下,與野生型植株相比,轉(zhuǎn)ALDH7基因擬南芥中與非生物響應(yīng)相關(guān)的基因AtABF4、AtCBL1、AtSOS1和AtRD29B的表達(dá)顯著增高。初步表明Gh_D06G1578基因與植物對(duì)干旱和鹽脅迫的耐受性提高有密切關(guān)系。2.在ABA處理下,擬南芥超表達(dá)棉花ALDH12(Gh_D03G0856)基因。與野生型植株相比,轉(zhuǎn)基因擬南芥種子萌發(fā)率和根伸長(zhǎng)量都比較低,說(shuō)明轉(zhuǎn)ALDH12基因擬南芥對(duì)ABA敏感,在脅迫下更容易被ABA所調(diào)控以應(yīng)對(duì)脅迫損害。與野生型擬南芥相比,轉(zhuǎn)ALDH12基因擬南芥擁有較高CAT活性和較低的H_2O_2含量。轉(zhuǎn)基因擬南芥與野生型植株相比MDA含量較低,表明轉(zhuǎn)基因擬南芥氧化應(yīng)激水平較低。生理指標(biāo)檢測(cè)發(fā)現(xiàn),與野生型擬南芥相比,轉(zhuǎn)ALDH12基因植株葉片相對(duì)含水量比較高,離體葉片失水率和離子滲透率比較低。此外,在脅迫條件下,轉(zhuǎn)ALDH12基因擬南芥中與非生物響應(yīng)相關(guān)的基因AtABF4、AtCBL1、AtSOS1和AtRD29B的表達(dá)顯著增高。初步表明ALDH12(Gh_D03G0856)基因能夠提高植株對(duì)干旱和鹽脅迫的耐受性。
【圖文】：

擬南芥,野生型,表型,轉(zhuǎn)基因植株

1 鹽脅迫和干旱脅迫下，超表達(dá)擬南芥轉(zhuǎn)基因植株和野生型擬南芥表型entary Figure 1 The phenotypes of transgenic lines and wild type Arabidopsis under saltstress and drought stress下轉(zhuǎn)基因系和野生型擬南芥表型；B：鹽脅迫下轉(zhuǎn)基因系和野生型擬南芥表型。

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