过表达茶树CsWRKY29转录因子影响转基因烟草的抗寒性及生长发育

摘要

茶树(Camellia sinensis)是具有重要经济价值的木本作物，低温冻害易使茶树的产量和品质受到严重损害。CsWRKY29转录因子参与植物的冷适应过程，但是该基因在经济作物烟草(Nicotiana tabacum)中的利用价值及其在糖信号交叉的反应过程中的作用还不是很清楚。本研究通过烟草叶盘转化法和RT-qPCR技术，获得了过表达CsWRKY29基因的转基因烟草植株。通过对低温胁迫下的生理生化指标进行分析，包括离子渗漏率、超氧化物歧化酶活性、丙二醛含量、可溶性糖含量，明确了过表达CsWRKY29的烟草可能通过增加可溶性糖积累和提高抗氧化物酶活性，降低低温下的膜脂伤害，从而增强植物的抗寒性。利用酵母单杂交实验发现，CsWRKY29能够直接与茶树CsSUS4基因的启动子区域结合。该结果表明过表达CsWRKY29的植物可能通过激活CsSUS4从而启动糖信号途径，在低温下积累更多的可溶性糖，进而影响植物的抗寒能力。另外，本研究发现过表达CsWRKY29在一定程度上影响了转基因烟草生殖生长期的株高及叶片大小。该结果暗示CsWRKY29在调控植物生长发育方面可能具有负调控作用。本研究为深入理解CsWRKY29在植物生长发育平衡和逆境响应中的复杂生物学功能提供了重要的理论依据。

关键词

茶树 / 低温胁迫 / 生长发育 / 转录因子 / 酵母单杂交