小桐子JcGIGANTEA基因增强拟南芥盐敏感性的功能分析

摘要

盐胁迫严重影响作物的生长发育，是限制作物产量提高的主要逆境之一。GIGANTEA(GI)是一种植物特异性蛋白，不仅参与调控植物的光周期、开花时间、蔗糖信号转导和淀粉积累等生理活动，还具有调控植物耐旱、耐寒和耐盐的抵御非生物逆境的功能。在木本油料作物小桐子(Jatropha curcas)中，GI蛋白的抗逆功能缺乏详细的研究。本研究的目的是探讨小桐子GI蛋白编码基因JcGI在调控盐胁迫方面的功能。本研究对小桐子JcGI进行生物信息学分析，构建JcGI基因超量表达载体，并通过农杆菌(Agrobacterium tumefacines)介导的浸花法获得超量表达JcGI基因的转基因拟南芥(Arabidopsis thaliana),以拟南芥野生型WT、拟南芥gi突变体和JcGI超量表达的拟南芥转基因株系为材料，研究了JcGI在调控植株耐盐性方面的作用。结果表明：(1)盐胁迫条件下，相比于野生型和gi突变体，JcGI超量表达株系的种子萌发率和根系生长的受抑制程度更显著，同时其叶绿素含量比野生型和gi突变体的更低；(2)盐胁迫处理后，JcGI超量表达株系的活性氧和过氧化氢含量显著增多，而可溶性糖含量和过氧化氢酶活性显著减少，gi突变体的则与之相反，同时JcGI超量表达株系的鲜重、干重和存活率相比于gi突变体的显著下降；(3)在含ABA的培养基中，相比于gi突变体和野生型，JcGI超量表达株系的根系受抑制程度更大，也表明超量表达株系对盐胁迫和ABA的响应高于gi突变体和野生型的响应。以上结果显示，JcGI超量表达株系的盐敏感性较高，而gi突变体具有更高的耐盐性，表明超量表达JcGI负调控拟南芥的耐盐性。

关键词

拟南芥 / 小桐子 / JcGI基因 / 盐胁迫