花生AhLea-D基因的克隆及耐盐性验证

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.

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

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分类号：S565.2;Q785(经济作物)

资助基金：国家自然基金;农业部油料作物生物学与遗传育种重点实验室开放课题基金资助

在线出版日期：2020-05-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：811-822