棉花E3泛素连接酶基因GhRING1-like的克隆及功能分析

• 作者: 刘康 夏朝阳 安晓晖 张中起 葛冬冬
• 来源期刊: 南京农业大学学报
• 学科: 农学
• 关键词: E3泛素连接酶 干旱胁迫 实时荧光定量PCR 病毒介导的基因沉默(VIGS) 转基因拟南芥
• 年，卷（期）: 2019,（1）
• 所属期刊栏目: 植物科学
• 页码范围: 39-50
• 页数: 12页
• 分类号: S634.3
• 字数: 8761字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7685/jnau.201804020

摘要

[目的] RING(really interesting new gene) finger E3泛素连接酶在植物生长发育和抵御环境胁迫中具有重要作用.克隆棉花RING finger E3泛素连接酶基因GhRIG1-like并分析其表达特征和功能,为该基因分子作用机制研究和育种应用奠定基础.[方法]根据棉花表达谱分析,选取并克隆干旱胁迫处理上调表达基因GhRING1-like,qRT-PCR分析GhRING1-like的组织表达特性及其对不同非生物胁迫和激素处理的响应模式;采用瞬时表达对GhRING1-like-GFP融合蛋白进行亚细胞定位分析;通过获得病毒介导的基因沉默(VIGS)棉花和过表达拟南芥植株,分析沉默或过表达GhRING1-like对植株生长发育及其抗旱性的影响.[结果]GhRING1-like基因序列全长996 bp,编码332个氨基酸,其C端含有RING-H2(C3H2C3)结构域.GhRING1-like定位于内质网上.GhRING1-like在叶片中优势表达;200 g·L-1 PEG6000诱导处理1h后瞬时显著上调表达12倍;GhRING1-like对NaC1、ABA和SA的响应时间都在处理后3h,上调表达均在5倍左右.干旱胁迫处理后,VIGS沉默GhRING1-like棉花叶片相对含水量和叶绿素荧光参数Fv/Fm分别较未沉默对照降低17.1％和30.6％,而电解质渗透率和丙二醛含量分别较对照提高70.8％和100％.过表达GhRING1-like显著提高了拟南芥种子萌发和幼苗期对于甘露醇引起的渗透胁迫的耐受性;可使营养生长中后期阶段的拟南芥在水分亏缺处理下的存活率提高2.4倍;转基因拟南芥叶片气孔开度降低51.2％,失水率明显降低.干旱胁迫下,过表达GhRING1-like使依赖于ABA诱导表达的AtAREB1、AtERD15、AtRD29A上调表达,而对不依赖ABA的干旱胁迫诱导基因AtDREB和脯氨酸合成基因AtPLD没有影响.[结论]棉花GhRING 1-like参与了植物非生物胁迫抗性的调控,主要通过依赖于ABA通路正向调控植物的抗旱反应.