大豆GmCLC-d1/d2基因参与盐胁迫适应过程的生理功能

张露; 黄巧玥; 程聪; 刘询; 於丙军

南京农业大学学报 ›› 2023, Vol. 46 ›› Issue (06) : 1084 -1095.

张露, 黄巧玥, 程聪, 刘询, 於丙军

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摘要

[目的]本文旨在研究大豆GmCLC-d1/d2基因及其启动子对盐胁迫的响应，并探索其参与植物盐胁迫适应过程的生理机制。[方法]从大豆品种‘Lee68’中克隆了GmCLC-d1/d2基因，分别构建其植株RNA干扰(RNAi)和过表达载体，通过发根农杆菌介导转化获得RNAi和过表达大豆发根组合植株，利用根癌农杆菌介导转化获得过表达拟南芥，分析和比较盐胁迫下植株的形态和生理指标变化。[结果]与转空载大豆发根组合植株相比，盐处理下RNAi-GmCLC-d1/d2植株鲜重、叶片相对含水量(RWC)和叶绿素含量，根和叶过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性明显下降，根、叶相对电解质渗漏率(REL)和丙二醛(MDA)含量以及根、茎、叶Cl~-含量明显上升，NO~-_3含量显著下降，导致根、茎和叶，特别是地上部Cl~-/NO~-_3值显著上升；而发根过表达大豆植株OE-GmCLC-d1/d2的上述指标表现相反，耐盐性有所增强。盐胁迫下过表达GmCLC-d1/d2拟南芥种子发芽率、幼苗根长以及3周龄植株鲜重、叶片RWC及叶绿素含量等均明显优于野生型，地上部REL和MDA含量显著降低，CAT、POD和SOD活性明显增强；根和地上部Cl~-含量明显降低，NO~-_3含量明显上升，导致根和地上部，特别是后者Cl~-/NO~-_3值显著下降。[结论]GmCLC-d1/d2可通过增强盐胁迫下NO~-_3在发根过表达大豆组合植株或过表达拟南芥化植株根部的吸收以及向地上部的转运和分配，并在一定程度上抑制Cl~-的吸收和转运，以维持植株特别是地上部较低的Cl~-/NO~-_3值，从而增强耐盐性，其中GmCLC-d2基因的效应更明显。