过表达胡杨PeCPK7提高拟南芥耐盐性

摘要

【目的】研究胡杨PeCPK7在植物耐盐过程中的作用，旨在进一步揭示植物耐盐的生理与分子调控机制。【方法】根据NCBI基因组数据库中胡杨PeCPK7 CDS序列，克隆PeCPK7基因，利用DNAMAN进行氨基酸序列比对，并用Mega 7软件进行进化树构建。以过表达PeCPK7拟南芥（PeCPK7-OE1、PeCPK7-OE2和PeCPK7-OE3）、野生型（WT）和转空载体对照（VC）拟南芥株系为试验材料，对各基因型拟南芥进行不同盐浓度处理，从生理生化和分子生物学水平研究胡杨Pe CPK7在盐胁迫中的响应机制。【结果】（1） PeCPK7蛋白与其他物种中的CPK7有高度相似性，并与毛果杨PtrCPK7家族亲缘关系最近。（2）盐处理胡杨幼苗，PeCPK7的相对表达量在盐胁迫6 h后达到最大值，至48 h时恢复至最初状态。（3）PeCPK7定位于细胞质中。（4）在盐处理后，过表达PeCPK7拟南芥株系的生存率和根长均显著高于野生型（WT）和转空载体（VC）拟南芥；并且根细胞膜受损伤程度显著低于WT和VC。（5）在根中积累的Na⁺和H₂O₂显著低于WT和VC,Ca²⁺显著高于WT和VC；并且Na⁺外排和K⁺内流显著高于WT和VC。（6）盐胁迫下，过表达株系的超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性升高幅度显著高于WT和VC。（7）过表达株系的叶绿素含量、PSⅡ最大光量子效率、实际光合量子产量、相对电子传递速率和光合速率高于WT和VC，而胞间CO₂浓度低于WT和VC。【结论】过表达胡杨PeCPK7能够提高拟南芥的耐盐能力，本研究将为利用基因工程提高植物的耐盐性提供理论依据。

关键词

胡杨 / 盐胁迫 / 钙依赖型蛋白激酶 / PeCPK7 / 离子平衡 / 活性氧

基金资助

国家自然科学基金项目（32371828、32071730、31770643）; 高等学校学科创新引智计划项目（111 Project、B130007）; 北京市自然科学基金项目（6182030、6172024）; 中央高校基本科研业务费专项（2019ZY25）