细叶百合LpDREB9基因克隆及耐旱性分析

• 作者: 贺龙义 谭萌萌 车海涛 张红鹰 朱雨欣 张彦妮 东北林业大学园林学院
• 来源期刊: 草业学报
• 学科: 农学
• 关键词: 细叶百合;转录因子;LpDREB9;生物信息学分析;表型;耐旱性
• 年，卷（期）: 2025,（1）
• 页码范围: 161-173
• 页数: 13页
• 语种: 中文

摘要

AP2/ERF转录因子是植物特有的一类转录因子，其中DREB亚家族蛋白被广泛报道可以提高植物对非生物胁迫的抵抗能力。为了开发细叶百合DREB家族的功能基因资源，验证DREB转录因子与耐旱调控相关性，本研究以细叶百合根部cDNA为模板，克隆得到LpDREB9基因，对其进行生物信息学分析、亚细胞定位，并通过该基因转化模式植物烟草，开展LpDREB9转录因子耐旱机制方面的研究。结果表明：LpDREB9基因的开放阅读框（ORF）为462 bp，编码153个氨基酸，蛋白的相对分子量为17.054 kDa，脂肪系数为73.46,pI值为4.89，为不稳定且具亲水性的蛋白。亚细胞定位结果表明LpDREB9蛋白定位于细胞核，同源比对结果表明LpDREB9蛋白与岷江百合的同源基因进化关系最为密切。另外通过对野生烟草种子（WT）和转基因LpDREB9烟草种子、幼苗进行脱落酸（abscisic acid,ABA）和干旱胁迫以及对成苗进行自然干旱胁迫及复水后的表型和生理指标的测定，发现LpDREB9基因增强了转基因烟草的耐旱性，并且随着干旱胁迫时间的增加，LpDREB9转基因烟草中超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）、过氧化物酶（peroxidase,POD）和过氧化氢酶（catalase,CAT）活性、叶绿素以及脯氨酸（proline,Pro）含量明显高于WT(P<0.05)，而丙二醛（malondialdehyde,MDA）含量则显著低于WT(P<0.05)，表明转基因烟草中的膜脂过氧化反应程度较低，活性氧清除能力相对较高，从而提高了其耐旱性。因此，LpDREB9基因在增强转基因烟草耐旱机制方面具有关键作用，这为进一步从分子水平探究细叶百合的抗逆性奠定了基础。