烟草NAC4基因的克隆及其抗旱功能分析

• 作者: 代婷婷 吕立堂 姚新转 赵德刚
• 来源期刊: 农业生物技术学报
• 学科: 农学
• 关键词: NtNAC4基因 同源序列比对 酶活性 抗旱性
• 年，卷（期）: 2018,（5）
• 所属期刊栏目: 研究论文与报告
• 页码范围: 764-773
• 页数: 10页
• 分类号: S572|Q812
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-7968.2018.05.004

摘要

NAC (NAM-ATAF-CUC)转录因子在植物逆境胁迫应答过程中发挥着十分重要的作用.本研究克隆了烟草(Nicotiana tabacum)的NAC4基因,cDNA编码区全长1 422 bp,编码473个氨基酸;进化树分析表明,烟草NAC4基因编码的氨基酸序列与辣椒(Capsicum baccatum)和榴莲(Durio zibetinus)都有极高的相似性.构建表达载体pSH-NAC4,遗传转化烟草,获得32株转基因植株.选取6株不同的转基因株系和3株野生型(wild type,WT)在20％聚乙二醇6000胁迫的条件下,观察植株生长并进行抗旱性分析;选取T1代3个转基因株系(TP4,TP6,TP7)和野生型烟草种子,用3个不同浓度的甘露醇模拟干旱胁迫,对其种子的发芽率和苗期根进行耐旱性相关分析.结果发现,300 mmol/L甘露醇处理15d,种子发芽率比野生型高40％以上,通过观察苗期根的生长发现,野生型植株根的生长明显受到抑制.用20％ PEG6000处理转基因植株和野生型植株7d,结果显示,在干旱胁迫下,转基因植株的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)和过氧化物酶(peroxidase,POD)的活性均显著高于野生型,丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量显著低于野生型植株(P＜0.05).利用qRT-PCR方法分析相关基因,结果表明,在干旱胁迫时,NAC4,吡咯啉-5-羧酸合成酶基因(pyrroline-5-carboxylate synthetase,P5CS)和鸟氨酸-δ-氨基转移酶基因(omithine-oxo-acid transaminase,δ-OAT)的相对表达量均上调;转NAC4基因的表达可能提高了植株的抗旱能力.本研究为进一步探讨NAC4基因的功能提供依据,以期为创制转基因耐旱植物提供基础资料.