花生AhLea-D基因的克隆及耐盐性验证

• 作者: 乔利仙 于明洋 唐艳艳 姜平平 朱虹 潘雷雷 王晶珊 纪红昌 隋炯明 黄建斌
• 来源期刊: 农业生物技术学报
• 学科: 农学
• 关键词: 花生 花生胚胎发育晚期丰富蛋白基因(AhLea-D) 过量表达 遗传转化 耐盐性
• 年，卷（期）: 2020,（5）
• 所属期刊栏目: 研究论文与报告
• 页码范围: 811-822
• 页数: 12页
• 分类号: S565.2|Q785
• 字数: 7900字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-7968.2020.05.005

摘要

花生(Arachis hypogaea)属于中度耐盐作物,可在0.3％的盐碱地上正常生长,但产量会因盐胁迫造成的伤害而减产,挖掘花生耐盐基因、创制耐盐种质、选育耐盐品种成为花生在盐碱地有效利用的关键问题.本研究利用已构建的花生耐盐突变体及其诱变亲本转录组数据库,对花生中的胚胎发育晚期丰富蛋白(late embryogenesis abundant proteins,Lea)基因进行差异表达筛选,获得盐胁迫差异表达基因AhLea-D.为了进一步研究AhLea-D基因与花生耐盐性的关系,从花生耐盐突变体中克隆AhLea-D基因(GenBank No.MN393179)全长cDNA序列,该序列全长534 bp,编码的AhLea-D蛋白含有177个氨基酸,分子量为17.89 kD,等电点为5.78,为酸性蛋白.亲水性平均系数为-0.983,蛋白的不稳定指数小于40,属于稳定的亲水性蛋白.构建AhLea-D基因的过表达载体PCAMBIA1301-AhLea-D,并利用花粉管通道法转入花生受体品种'花育23'.收获所注射花蕾上的荚果,利用PCR扩增法对收获的籽粒进行分子鉴定,结果表明转基因籽粒阳性率为52％.qRT-PCR检测结果表明,转基因植株中AhLea-D基因的表达量是非转基因对照植株的7～12倍.利用250 mmol/L NaCl对转基因植株和非转基因对照植株进行盐胁迫处理,1周后对照植株叶片出现明显的萎蔫、发黄现象,而转基因植株无明显变化.转基因植株的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率等均高于对照植株,而胞间CO2浓度低于对照植株.转基因植株中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)的酶活性均显著高于非转基因对照植株,而丙二醛(malonic dialdehyde,MDA)含量则显著低于非转基因对照植株(P<0.05).本研究结果表明,AhLea-D基因的过量表达提高了转基因花生的耐盐性.本研究结果将为在花生中开拓新的抗逆育种途径提供理论依据,并为花生抗逆耐盐育种提供耐盐新基因.