转毕式海蓬子水通道蛋白基因SbPIP1烟草的抗旱生理机制分析

来源：华北农学报杂志2015年第6期北京时间：

作者：孙晓波, 贾新平, 梁丽建, 邓衍明

单位：江苏省农业科学院 园艺研究所, 江苏省高效园艺作物遗传改良重点实验室, 江苏 南京 210014

摘要：为了研究毕氏海蓬子中水通道蛋白基因的功能,利用RACE技术克隆了毕氏海蓬子经盐诱导后差异表达的水通道蛋白基因SbPIP1 ,并利用生物学软件对其编码的氨基酸序列进行了分析.进一步构建SbPIP1 基因的植物高效表达载体pcAMBIA2301-SbPIP1 ,利用农杆菌介导法转化烟草NC89,通过Kan抗性、PCR及半定量RT-PCR筛选鉴定阳性转基因苗;对转基因烟草进行抗旱性分析,同时测定转基因烟草叶片原生质体在低渗溶液中破裂所需时间,以及在不同浓度PEG6000处理后转基因烟草叶片的相对含水量(RWC)、离子外渗率(IL)、丙二醛(MDA)含量和脯氨酸含量,研究毕式海蓬子SbPIP1 基因的功能,分析转基因烟草的抗旱生理机制.结果表明,从毕氏海蓬子克隆的SbPIP1 基因(GenBank 登录号:DQ451602)cDNA 全长1 268 bp,开放阅读框长度为858 bp,共编码285个氨基酸.生物信息学分析显示,SbPIP1 编码的蛋白包含6个跨膜区、2 个NPA(Asn-Pro-Ala)单元和2个典型的质膜信号肽序列.通过Kan抗性、PCR及半定量RT-PCR鉴定筛选,最终获得10个株系转基因烟草苗.转基因植株的抗旱性与对照相比明显提高.转基因烟草叶片原生质体在低渗溶液中的破裂时间明显短于对照烟草.在不同浓度PEG6000处理下,随着处理浓度的提高,转基因烟草和对照烟草叶片RWC均呈现逐渐下降趋势;但在相同浓度处理下,转基因烟草植株叶片的RWC与对照植株相比,下降幅度较小,具有较强的抗脱水能力.转基因烟草和对照烟草叶片MDA和IL随着PEG处理浓度的提高均呈现逐渐上升趋势,但转基因烟草MDA和IL增加幅度明显小于对照植株.转基因烟草和对照烟草叶片中脯氨酸含量随着PEG处理浓度的提高也呈现逐渐上升趋势,但与对照相比,转基因烟草植株叶片中脯氨酸含量增加的更快.

关键词：<em>SbPIP1</em> 基因,烟草,转基因,抗旱性,生理指标,

基金资助：江苏省科技支撑计划项目(BE2014408)