香蕉A、B基因组胆碱单加氧酶基因功能验证

朱博为; 于佳玄; 刘菊华; 李新国

doi:10.13925/j.cnki.gsxb.20250158

果树学报 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (10) : 2262 -2272. DOI: 10.13925/j.cnki.gsxb.20250158

香蕉A、B基因组胆碱单加氧酶基因功能验证

朱博为, 于佳玄, 刘菊华, 李新国

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摘要

【目的】胆碱单加氧酶（CMO）是高等植物甘氨酸甜菜碱（GB）合成过程中的限速酶，在香蕉响应非生物胁迫过程中发挥关键作用。先前研究发现来源于香蕉A、B基因组的CMO基因结构存在显著差异，可能导致其功能分化。【方法】利用先前在湛江AA(AA基因型)、巴西蕉（AAA基因型）、广东大蕉（AAB基因型）、金粉（ABB基因型）4种基因型香蕉中鉴定得到的4种CMO基因（CMO-A、CMO-H、CMO-B1和CMO-B2），通过缺陷型酵母功能互补、烟草遗传转化和亚细胞定位试验探究其功能差异。【结果】酵母转化试验中，在渗透、低温、盐及重金属胁迫下，过表达香蕉CMO基因显著提高酵母抗逆性，其中来源于B基因组的CMO-B1和CMO-B2在重金属胁迫下表现更优；在渗透胁迫下，过表达B基因组CMO基因（CMO-B1、CMO-B2）的烟草种子萌发率较野生型显著提高，根长增加1.43倍，且外源GB可进一步缓解胁迫抑制；亚细胞定位结果显示，A、B基因组CMO蛋白均定位于叶绿体上。【结论】香蕉B基因组CMO基因在渗透胁迫响应中功能更强，本研究结果为解析香蕉A、B基因组抗逆性差异及分子育种提供了理论依据。