耐冷节杆菌Csp1基因提高拟南芥抗寒能力

摘要

提升植物抗寒能力是克服低温对植物生长限制的关键。冷休克蛋白（CSPs）是来源于生物体的一类高度保守的核酸结合蛋白，参与细胞内基因复制、转录和翻译过程，以及蛋白折叠、膜流动和非生物胁迫应答等活动。这类蛋白可增强植物对寒冷、干旱和盐碱的耐受能力。研究从耐冷节杆菌（Arthrobacter sp.）C2基因组DNA中克隆出Csp1基因，构建植物表达载体pBI121-Csp1，通过花序浸染法将其转化至拟南芥，在低温条件下观察植株表型，检测抗氧化酶活性和与耐冷相关基因的表达水平，以探究Csp1基因提高拟南芥抗寒能力机制。结果表明：低温胁迫条件下，过表达Csp1基因拟南芥存活率显著高于野生型；拟南芥叶片丙二醛（MDA）水平及离子渗透率低于野生型；超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢（CAT）和过氧化物酶（POD）活性均高于野生型拟南芥；过表达Csp1基因可提高拟南芥低温胁迫相关基因AtCBF1、AtCBF3、AtCOR15a、AtCOR47、AtRD29a、AtKIN1、AtMnSOD、AtCAT、AtPOD及Arthrobacter sp. C2菌中Csp1表达水平。综上所述，通过过表达Csp1基因可增强拟南芥抗寒能力。研究为提升植物对低温胁迫适应能力、培育抗寒植物新品种提供参考。

关键词

节杆菌 / Csp1基因 / 拟南芥 / 低温胁迫 / 抗寒能力