白桦BpGRAS 1基因的克隆及耐盐功能分析

• 作者: 张群 及晓宇 贺子航 王智博 田增智 王超
• 来源期刊: 南京林业大学学报（自然科学版）
• 关键词: 白桦 GRAS转录因子 耐盐性 基因功能 生理途径
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 38-46
• 页数: 9页
• 分类号: Q786|S722
• 语种: 中文
• DOI: 10.12302/j.issn.1000-2006.202010011

摘要

[目的]GRAS转录因子是植物特有的转录因子家族之一,在植物响应盐、干旱等非生物胁迫中发挥重要的调控作用.从白桦(Betula platyphylla)中克隆GRAS转录因子基因,研究其耐盐功能,为研究木本植物GRAS转录因子的抗逆机制奠定理论基础.[方法]在白桦转录组数据库中获得一个GRAS转录因子基因,命名为BpGRAS 1(GenBank登录号:MN117546.1).利用生物信息学进行多序列比对、构建进化树.分别构建植物过表达(pROKⅡ-BpGRAS 1)及抑制表达(pFGC5941-BpGRAS 1)载体.利用农杆菌介导高效瞬时遗传转化体系获得BpGRAS1基因瞬时过表达(OE)、抑制表达(IE)及对照(WT)白桦植株.通过实时荧光定量RT-PCR(qRT-PCR)技术分析盐胁迫下OE、IE及WT植株中BpGRAS 1基因的表达情况,鉴定转基因植株中BpGRAS 1的表达效率是否响应盐胁迫.在盐胁迫下比较了BpGRAS 1基因瞬时过表达、抑制表达及对照白桦植株的电解质渗透率、失水率、丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性.[结果]BpGRAS 1基因的开放阅读框为1425 bp,编码474个氨基酸.BpGRAS1具有GRAS家族的序列特征,在C端的氨基酸序列相似度较高,与AtSHR亲缘关系较近.盐胁迫处理下,BpGRAS 1的表达量升高,过表达植株中表达量高于对照,抑制表达植株中表达量低于对照,说明BpGRAS 1受盐胁迫诱导,成功获得过表达及抑制表达植株.过表达BpGRAS 1基因能降低白桦在盐胁迫下的电解质渗透率、失水率及MDA的积累,并显著增强了POD和SOD酶的活性,从而提高转基因植株的耐盐性.[结论]BpGRAS 1基因响应盐胁迫,过表达BpGRAS 1基因降低了盐胁迫下植株细胞受损程度,通过增强POD和SOD活性提高白桦的耐盐能力.