蒺藜苜蓿MtCaBP1基因在植物盐胁迫和干旱胁迫中的作用研究

• 作 者: 张金丽
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院大学
• 发表日期: 2012年期
• 关键词: MtCaBP1基因 脯氨酸 抗氧化系统 蒺藜苜蓿 拟南芥 盐胁迫 干旱胁迫

本研究以蒺藜苜蓿（MedicagotruncatulaGaertn）作为实验材料，从蒺藜苜蓿抑制性差减杂交(Supressionsubtractivehybridization，SSH)文库中筛选出了一个干旱响应的基因，该基因属于EF-hand超家族，将其命名为MtCaBP1(calciumbindingmotif-containingprotein1)，构建超表达载体转化拟南芥，并用转基因拟南芥研究了该基因在响应非生物逆境胁迫中的功能。研究的主要实验结果如下:　　
1.MtCaBP1基因属于EF-hand超家族，全长939bp，编码312个氨基酸，其编码的蛋白含有一个EF-hand结构域、两个EF-hand，与拟南芥AT4G32060是同源基因;MtCaBP1的表达受干旱、盐的诱导，激素对其表达的诱导作用不明显，其在叶片中基因的表达量最高，根茎次之，果荚中最少。　　
2.盐胁迫条件下，超表达MtCaBP1的拟南芥其种子萌发率及幼苗存活率、植株干重和鲜重均高于野生型拟南芥，表明超表达MtCaBP1提高了拟南芥对盐胁迫的抗性;盐处理后，转基因拟南芥植株体内Na+含量及Na+/K+均低于野生型拟南芥。　　
3.干旱胁迫下的存活率实验及离体叶片失水率结果表明，超表达MtCaBP1的拟南芥对干旱的抗性高于野生型拟南芥;干旱处理后，转基因拟南芥体内脯氨酸的含量要高于野生型拟南芥;盐和干旱胁迫处理后，转基因拟南芥其体内H2O2和MDA含量显著低于野生型拟南芥，膜伤害程度比野生型要轻。　　
4.盐和干旱处理后，转基因拟南芥体内SOD、POD、CAT的酶活性均有增加。　　
5.盐和干旱处理后，转基因拟南芥体内SOD、CAT、NHX1的表达量均增加，而HKT1的表达量与WT相比，显著减少。　　
综上所述，MtCaBP1的超表达通过影响抗逆相关基因的表达和渗透调节物质的含量、提高抗氧化相关酶基因的转录与酶活性、降低氧化胁迫物质的积累提高了转基因拟南芥对盐和干旱胁迫的耐受能力。