番茄SlMYB71基因在干旱和盐胁迫响应中的功能研究

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ahde2006
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MYB转录因子家族是植物中最大的转录因子家族之一,其在非生物胁迫响应中发挥重要作用。目前在番茄中已经鉴定了127个MYB家族转录因子,大多数研究集中在MYB转录因子的非生物胁迫研究领域。本文选取番茄MYB家族的SlMYB71基因,通过RNAi技术构建了SlMYB71基因沉默载体,利用农杆菌介导的番茄转化方法得到沉默效率高于90%的转基因番茄植株,以探究番茄SlMYB71基因在非生物胁迫中的生物学功能。本文的主要研究结果有:(1)生物信息学分析表明,SlMYB71转录因子中含有2个SANT保守结构域。进化树分析表明,SlMYB71与拟南芥AtMYB4和AtMYB86蛋白质具有较高的同源性。另外,SlMYB71启动子中含有5个脱落酸响应元件、10个干旱响应元件和14个盐响应元件。(2)番茄组织表达模式分析表明,SlMYB71主要在番茄茎中大量表达,其它部位的表达量较低;激素以及非生物胁迫处理表达模式分析表明,SlMYB71转录因子在ABA、干旱和盐胁迫下均有明显响应。(3)干旱抗性研究表明,干旱处理后,SlMYB71番茄沉默株系幼苗的根长和茎长明显大于野生型,沉默株系叶片相对含水量、叶绿素总量和CAT活性均高于野生型植株,而失水率、MDA含量、相对电导率和活性氧均低于野生型植株。同时,干旱胁迫下SlMYB71沉默株系叶片中叶绿素相关基因(Golden2-like1、Golden2-like2、CAO1、POR、PIF1和PIF3)、还原性物质合成基因(4CL、CHS2、CYCB、LCYB和LCYE)和胁迫相关基因(CAT1、CAT2和SOD)及ABA合成基因(NCED1、NCED2和ZEP)均有不同程度的上调。此外,干旱胁迫条件下,SlMYB71沉默株系种子萌发率(包括每日萌发率、发芽势、发芽指数和平均发芽时间)和根系活力都显著高于野生型。表明沉默SlMYB71基因增强了番茄植株对干旱胁迫的抗性。(4)盐胁迫实验表明,盐处理后,SlMYB71番茄沉默株系幼苗的根长优于野生型,沉默株系叶片相对含水量、叶绿素总量和CAT活性均高于野生型植株,而MDA含量、相对电导率和活性氧均低于野生型植株。同时,盐胁迫下SlMYB71沉默株系叶片中还原性物质合成基因(CHS1、CYCB和LCYB)和胁迫相关基因(CAT1、CAT2、SOD和Apx2)及ABA合成基因(NCED1、NCED2和ZEP)均显著上调。此外,盐胁迫下,SlMYB71沉默株系种子萌发率(包括每日萌发率、发芽势和发芽指数)和根系活力都显著高于野生型。表明沉默SlMYB71基因增强了番茄植株对盐胁迫的抵抗能力。(5)ABA敏感性分析表明,ABA处理后,SlMYB71沉默株系的种子萌发率明显高于野生型,随着ABA浓度继续升高,其差异更显著。表明SlMYB71基因的沉默抑制了转基因株系对ABA的响应。综上,本研究初步探索了番茄中SlMYB71基因在干旱和盐胁迫中的功能,为全面阐明SlMYB71基因在非生物胁迫响应方面的分子机制奠定了理论基础。
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