紫花苜蓿MsSOS3基因的克隆及其功能研究.pdf

1、土壤鹽堿化是影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要環(huán)境因素之一，如何提高作物對(duì)鹽堿脅迫的耐受能力日漸成為作物遺傳育種領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。SOS途徑主要由SOS1、SOS2和SOS3組成，在植物受到鹽堿脅迫時(shí)，引發(fā) Ca2+信號(hào)通路，SOS通路被激活，SOS3結(jié)合Ca2+被激活與激酶SOS2形成SOS2-SOS3復(fù)合物，并激活下游鈉離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白SOS1的活性，將鈉離子排除胞外，從而調(diào)控細(xì)胞內(nèi)離子的平衡。本研究從紫花苜蓿中克隆SOS基因家族成員MsSOS3，并將該

2、基因轉(zhuǎn)入模式植物煙草中，分析 MsSOS3基因在植物抗鹽堿方面的功能，為研究植物抗鹽堿機(jī)制提供理論依據(jù)，并為紫花苜蓿遺傳育種貯備優(yōu)異基因資源。主要研究結(jié)果如下：
　　1. MsSOS3基因的克隆與序列分析
　　根據(jù)鹽堿脅迫下紫花苜蓿轉(zhuǎn)錄組測序序列信息設(shè)計(jì)克隆引物，通過RT-PCR方法克隆獲得MsSOS3基因。該基因全長684 bp，編碼227個(gè)氨基酸。Blast比對(duì)結(jié)果顯示，MsSOS3與MtSOS3(Medicago tr

3、uncatula)和AtSOS3(Arabidopsis thaliana)高度相似，為SOS3同源基因，含有3個(gè)保守的EF-hind結(jié)構(gòu)域，屬于CBL家族。
　　2. MsSOS3基因?qū)煵莸倪z傳轉(zhuǎn)化
　　將 MsSOS3基因插入含有 CaMV35S啟動(dòng)子和篩選基因 Bar基因的表達(dá)載體pCBM中，并命名為pCBM-MsSOS3。通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)法將MsSOS3基因?qū)霟煵葜?，?duì)篩選出的抗性植株進(jìn)行PCR和qRT-PCR檢測

4、，結(jié)果表明，篩選獲得的植株中，9個(gè)陽性株系獲得了MsSOS3的過表達(dá)，其中4號(hào)、62號(hào)和75號(hào)株系中目的基因的表達(dá)量最高。
　　3. MsSOS3轉(zhuǎn)基因煙草的耐鹽堿性分析
　　對(duì)轉(zhuǎn)基因煙草進(jìn)行鹽和鹽堿脅迫處理，分析調(diào)查轉(zhuǎn)基因煙草的生長情況。在脅迫處理下，轉(zhuǎn)基因植株的葉片仍保持綠色，而野生型植株明顯白化。在鹽堿脅迫下，轉(zhuǎn)基因煙草的相對(duì)電導(dǎo)率、丙二醛、超氧陰離子和過氧化氫含量明顯低于野生型，轉(zhuǎn)基因煙草的葉綠素、可溶性蛋白、可溶性