大豆水杨酸结合蛋白基因GmSABP2的克隆及功能分析

摘要：

[目的]对大豆(Glycine max)水杨酸结合蛋白基因GmSABP2进行克隆与表达分析,并转化拟南芥进行耐盐、耐干旱分析,进一步了解该基因耐盐、耐干旱的分子机制.[方法]以拟南芥SABP2为探针,搜索大豆基因组数据库,从中挑选出同源性最高的序列,将其命名为 GmSABP2.利用电子克隆技术,从大豆叶子中克隆得到大豆水杨酸结合蛋白基因GmSABP2.通过DNAMAN程序进行氨基酸的多序列比对,利用NCBI的CD-search进行氨基酸的保守结构域分析,应用MEGA程序进行系统进化树分析.对大豆幼苗进行盐和干旱胁迫处理来分析其在胁迫下的表型变化.通过Real time-PCR分析大豆幼苗在盐和干旱处理条件下GmSABP2的表达特性.利用Gateway技术构建植物表达载体pEarleyGate103-GmSABP2,转入根癌农杆菌EHA105,利用蘸花法侵染拟南芥,经抗性筛选得到转基因株系.对野生型植株和转基因植株进行盐和干旱胁迫处理,并统计在胁迫条件下两者的种子萌发率、主根长和成熟植株的存活率.[结果]克隆得到GmSABP2的cDNA序列,序列全长1 235 bp,其开放阅读框为786 bp,编码261个氨基酸,分子量为29.15 kD,等电点为5.58.氨基酸序列比对发现大豆和毛白杨、可可以及烟草相似度较高.利用NCBI的CD-search发现大豆SABP2序列中存在一个Abhydrolase_6(pfam:12697)水解酶保守结构域.大豆SABP2蛋白属于α/β水解酶超家族.应用MEGA程序构建多物种的系统发生树,发现大豆和毛白杨及可可亲缘关系较近,而与拟南芥亲缘关系较远.对大豆幼苗胁迫后的表型分析发现,在盐和干旱条件下大豆幼苗均受到明显的胁迫效应.Real time-PCR分析表明大豆幼苗叶子中的GmSABP2在盐和干旱处理条件下均上调表达.拟南芥耐逆性分析发现,在正常培养条件下,野生型植株和转基因株系均能正常萌发、生长.在高盐(150 mmol·L-1 NaCl)处理条件下,野生型植株的种子萌发率为38%,12 d大小幼苗主根长为0.4 cm,成熟植株的存活率为49%;转基因株系的种子萌发率为67%,12 d大小幼苗主根长为1.1 cm,成熟植株的存活率为78%.在模拟干旱(20% PEG6000)处理条件下,野生型植株的种子萌发率为31%,12 d大小幼苗主根长为0.5 cm,成熟植株的存活率为36%;转基因株系的种子萌发率为57%,12 d大小幼苗主根长为1.0 cm,成熟植株的存活率为66%.[结论]GmSABP2在拟南芥植株对盐和干旱的抗性中有一定的作用.

关键词：大豆、GmSABP2、组织表达分析、转基因拟南芥、功能分析

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分类号：Q78;Q943;S565.1

资助基金：国家自然科学基金;转基因生物新品种培育科技重大专项;公益性行业农业科研专项;长江学者和创新团队发展计划

在线出版日期：2015-11-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：3580-3588