胡杨PeHINT2过表达提高植物耐盐性

摘要

【目的】胡杨因其显著的耐盐能力成为耐盐机理研究的模式物种，然而目前已知基因数量仍不足以解析其完整的耐盐调控网络。本研究拟通过鉴定并探究胡杨PeHINT2基因在盐胁迫中的作用，旨在为胡杨耐盐分子调控机制的解析和林木抗逆分子育种奠定理论基础。【方法】从胡杨中克隆PeHINT2基因并分析其蛋白序列特征，构建进化树并进行亚细胞定位，采用农杆菌介导的花序浸染法和叶盘转化法将PeHINT2基因分别转化拟南芥和84K杨，从表型、生理和分子水平上对比分析过表达PeHINT2对植物耐盐性的影响。【结果】（1）胡杨PeHINT2属于HINT2亚家族，携带典型“His-XHis-X-His-XX”组氨酸三联体结构，与毛果杨和拟南芥的HINT2亲缘关系最近。（2）亚细胞定位结果显示PeHINT2定位在叶绿体中。（3）通过对胡杨组培苗进行盐胁迫处理发现，PeHINT2表达量明显升高，且随着处理时间的增加，PeHINT2表达量呈现先上升后下降的趋势。（4）盐胁迫下，过表达PeHINT2的拟南芥株系叶片生长、根长和鲜质量均显著优于野生型拟南芥，转基因杨的株高和地径降幅亦显著低于野生型杨树。（5）PeHINT2的过表达能增强盐胁迫下杨树PSⅡ的光合电子传递效率、实际光化学效率、光合作用效率和对光的适应能力，并通过减少活性氧积累、提升超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶等抗氧化酶活性来缓解氧化损伤。（6）盐胁迫下，过表达PeHINT2杨树中氧化还原系统相关基因CSD2、APX2、FNR和NTRC的表达量显著提高，表明PeHINT2可能通过影响这4个基因的表达进而调控转基因杨树在盐胁迫下的抗氧化能力。【结论】PeHINT2能够响应盐胁迫，可能通过提高叶绿体光合效率和增强其抗氧化调节能力，进而提升植株耐盐性。本研究不仅为解析胡杨PeHINT2功能提.供了重要依据，并为林木耐盐种质资源的育种改良提供了关键的基因靶点。

关键词

胡杨 / PeHINT2 / 过表达 / 盐胁迫 / 84K杨 / 拟南芥 / 抗逆育种

基金资助

林木遗传育种全国重点实验室基本科研业务费（TGBFRF202402）