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王迎春教授研究小组在植物长叶红砂耐盐基因研究领域取得新进展2017-11-20    文字:

 

过表达长叶红砂液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白RtNHX1基因能够改善拟南芥的盐耐受性

 

长叶红砂是一种古老的盐生泌盐小灌木,它是亚洲中部亚区东阿拉善-西鄂尔多斯特有种,被列为内蒙古自治区珍稀濒危物种,对盐渍荒漠环境具有极强的适应性,为盐生荒漠区重要的生态屏障。植物离子转运系统在维持其体内的离子稳态平衡、渗透平衡和抗氧化调节中发挥重要作用。基于转录组数据,我们分离了长叶红砂液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白RtNHX1基因,它包含有1664bp的开放阅读框,编码553个氨基酸。RtNHX1能被NaCl和ABA迅速诱导,而且该基因在盐胁迫前主要在茎中表达,在盐胁迫后主要在叶和根中表达显著增加。过表达RtNHX1提高了转基因拟南芥对盐胁迫的耐受性,如种子萌发率、生物量、叶绿素含量和根长等均显著高于野生型,同时能够恢复nhx1突变体的盐敏感表型;转基因拟南芥的抗氧化酶POD和CAT活性、脯氨酸含量、和相对含水量被显著增加,而MDA含量显著下降;抗逆相关基因(AtPOD1, AtCAT1, AtP5CS1, and AtP5CS2)被显著上调;与野生型相比,转基因拟南芥的叶片中积累更多的K+和更少的Na+,且具有较低的Na+/K+比。当RtNHX1AXT3酵母细胞质过表达,在液泡中积累大量的Na+和K+且Na+/K+比降低。以上结果揭示了长叶红砂RtNHX1具有区隔化Na+和K+到液泡中,而且能够通过维持转基因拟南芥Na+和K+稳态、提高渗透和抗氧化调节能力,进而提高转基因拟南芥的盐耐受性。这些结果表明RtNHX1可作为潜在的耐盐优异基因,可用于培育抗逆优良牧草和作物具有重要的理论意义和实用价值。

本研究在2017年发表在“Journal of Plant Physiology” 218 (2017) 卷109–120页(SCI 3区,IF=3.12)。

(毛惠平编辑整理)

 

 

 

       

 

 

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