葡萄钾离子转运基因VviHKT1;7在盐胁迫下的功能鉴定

摘要：

[目的]探讨VviHKT1;7在葡萄抗盐机制中的作用,为后续培育抗盐品种提供理论参考.[方法]利用DANMAN和MEGA软件对葡萄H K T进行生物学信息分析.以抗盐性较强的砧木SA15和SA17以及生产上常用砧木1103P组培苗为材料,用100 mmol·L-1 NaCl分别处理0、3、6、12、24和48 h,以清水处理相应时间为对照,荧光定量PCR(qRT-PCR)检测HKT1在葡萄根部的相对表达量;以SA17的cDNA为模板克隆基因,连接表达载体pRⅠ101-AN-GFP,利用农杆菌侵染法侵染拟南芥花序,在抗性MS板上筛选直到获得T3纯合株系;将野生型与转基因拟南芥种子播种于MS板和含有150 mmol·L-1 NaCl的MS板上,观察其发芽和生长情况并统计根长及鲜重;利用发根农杆菌技术获得SA17转基因葡萄根系,100 mmol·L-1 NaCl处理24 h后,利用基于非损伤微测技术的NMT活体生理检测仪检测野生型和转基因葡萄根系Na+的净流量以及盐胁迫下K+瞬时流量.[结果]多序列比对和系统进化树分析表明,葡萄HKT之间同源性较高,其中VviHKT1;7开放阅读框序列长度为1380 bp,与VviHKT1;6的亲缘关系最近.盐胁迫显著诱导了葡萄HKT1在3个品种中的表达,其中VviHKT1;7的相对表达量上调较高,长时间胁迫后表达量仍有上升趋势,胁迫6或12 h时表达量达到峰值,且在耐盐性强的SA17、SA15中表达量明显高于1103P.拟南芥的发芽与生长结果表明,正常情况下野生型和转基因拟南芥的发芽和生长情况无显著差异,但盐胁迫下转基因拟南芥的发芽率、根长、鲜重明显高于野生型.荧光检测结果表明,转基因葡萄根系在荧光下可以明显看到绿色荧光,而野生型根系检测不到荧光;进一步qRT-PCR检测结果表明,转基因葡萄根系中VviHKT1;7的表达量是野生型根系的20多倍.离子流速检测结果表明,正常情况下野生型和转基因根系Na+净流量显示出外排,各个时间段的波动幅度较小且无显著差异,平均净流量分别为208和205 pmol·cm-2·s-1;盐胁迫后,两者Na+净流量明显增大,各个时间段的波动幅度增大,平均净流量分别为1053和1340 pmol·cm-2·s-1.正常情况下两种根系K+吸收与外排处于动态平衡状态,盐胁迫显著诱导K+外排,转基因根系的外排量明显小于野生型,分别为406和952 pmol·cm-2·s-1,表明转基因植株根系的Na+外排、K+保持能力明显大于野生型.[结论]VviHKT1;7在葡萄响应盐胁迫中发挥着重要作用,过表达该基因可以提高拟南芥和葡萄根系在盐胁迫下的适应能力.

关键词：葡萄、VviHKT1、7、盐胁迫、转基因、功能鉴定

所属期刊栏目：54

分类号：Q945;Q786;S663.1

资助基金：国家重点研发计划;现代农业产业技术体系建设专项;创新工程项目

在线出版日期：2021-06-02（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：1952-1963