紫花苜蓿MsGOLS2基因的克隆及功能鉴定

摘要

【目的】盐胁迫是影响植物生长的重要因素，肌醇半乳糖苷合成酶（GOLS）在植物响应非生物胁迫的过程中有着重要作用。本研究通过探究紫花苜蓿GOLS基因在盐胁迫响应过程中的作用，旨在为揭示紫花苜蓿的耐盐分子调控机制奠定理论基础，为紫花苜蓿的抗逆分子设计育种提供宝贵的基因资源。【方法】克隆紫花苜蓿MsGOLS2基因，利用生物信息学软件分析其基因序列和蛋白结构，构建进化树，并进行亚细胞定位。利用荧光定量PCR探究MsGOLS2在紫花苜蓿不同器官中以及盐胁迫下的表达特异性。将紫花苜蓿Ms GOLS2基因在拟南芥中异源表达，并进行盐胁迫处理，从表型、生理和分子水平上分析过表达MsGOLS2对拟南芥耐盐性的影响。【结果】（1）MsGOLS2编码区序列全长987 bp，编码328个氨基酸；MsGOLS2为亲水性膜内蛋白，与蒺藜苜蓿和大豆的GOLS2的亲缘关系较近。（2）亚细胞定位结果显示MsGOLS2在细胞质和细胞核中均有表达。（3）Ms GOLS2的表达量在紫花苜蓿根中最高，并且在盐胁迫下表达量显著升高。（4）过表达MsGOLS2拟南芥植株的主根长度显著高于野生型植株；盐胁迫后，过表达MsGOLS2拟南芥中丙二醛含量低于野生型，脯氨酸含量、过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性高于野生型，抗氧化酶相关基因的表达水平变化与酶活性的变化趋势一致。【结论】紫花苜蓿MsGOLS2能够响应盐胁迫，提高植物的耐盐性。本研究不仅为解析紫花苜蓿MsGOLS2的基因功能提供了重要依据，并为紫花苜蓿耐盐种质资源的筛选培育、创新改良提供了关键的候选基因资源。

关键词

紫花苜蓿 / MsGOLS2基因 / 基因克隆 / 基因表达 / 耐盐性 / 转基因

基金资助

宁夏回族自治区重点研发项目（2024BBF02001）; 宁夏回族自治区重点研发计划（引才专项）项目（2021BEB04075）