《AmDUF1517的过表达增强转基因棉花耐盐、干旱和低温胁迫的耐受性》

  • 来源专题:转基因生物新品种培育
  • 编译者: zhangyi8606
  • 发布时间:2018-11-16
  • 由于全球气候变化,非生物胁迫日趋严重,植物的生长发育受到限制。在具有较强抗逆性的农作物开发中,从高抗逆性灌木沙冬青中分离出AmDUF1517,将其插入拟南芥后能显著提高其抗逆性。在这项研究中,我们将该基因插入棉花中,分析其赋予抗逆性的潜力。该研究采用两个独立的转基因棉花品系。Southern杂交结果表明AmDUF1517基因已被整合到棉花基因组中。生理分析表明,AmDUF1517转基因棉在盐胁迫、干旱胁迫和冷胁迫下比对照具有更强的抗性。进一步分析表明,AmDUF1517转基因棉的抗氧化酶(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽S-转移酶(GST))活性明显高于普通棉,活性氧物种(ROS)积累较少,这表明AmDUF1517的过表达可以通过维持ROS稳态以及减轻细胞膜损伤来提高棉花的抗逆性。这些结果意味着AmDUF1517是提高棉花抗非生物胁迫的候选基因。

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    • 编译者:zhangyi8606
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    • 来源专题:转基因生物新品种培育
    • 编译者:zhangyi8606
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    • 近日,New Phytologist杂志在线刊发了中国农业大学化学控制研究中心题为 Phosphatase GhDsPTP3a interacts with annexin protein GhANN8b to reversely regulate salt tolerance in cotton 的研究论文,揭示棉花耐盐调控新机制。 盐胁迫是影响棉花产量和品质的主要逆境之一。由于棉花基因组复杂且转化周期长,棉花耐盐基因挖掘和耐盐基因功能研究较其他作物滞后。中国农业大学化学控制研究中心近期通过构建以及筛选棉花病毒诱导的基因沉默cDNA文库发现,沉默双功能蛋白磷酸酶GhDsPTP3基因能显著增强棉花的耐盐性。植物的PTPases参与调控多种信号途径,如细胞周期、离子转运、发育调控以及逆境胁迫等,但目前PTPases在植物耐盐中的分子调控机制还不清楚。 该研究利用生物化学、分子生物学和遗传学手段揭示了GhDsPTP3为棉花应答盐胁迫的一个重要的负调控蛋白磷酸酶,与膜联蛋白GhANN8互作反向调控胞质内的Ca2+势。盐胁迫诱导GhANN8的磷酸化,而GhDsPTP3能够与GhANN8互作并去除其磷酸化基团。盐胁迫下, GhDsPTP3与GhANN8反向调控GhSOS1基因表达促进Na+外排,GhDsPTP3-GhANN8介导的Ca2+势是调控Na+外排所必须的。在该研究中,研究人员发现过表达GhDsPTP3植株对盐胁迫的耐受性减弱,而过表达GhANN8植株对盐胁迫的耐受性增强,这与GhDsPTP3或GhANN8功能缺失结果一致。 综上所述,该研究揭示了一种GhDsPTP3-GhANN8介导的Ca2+信号模块,其作为棉花耐盐的重要组分,对棉花品种的耐盐遗传改良有一定的理论和现实意义。 中国农业大学穆春博士后和周琳博士为该论文的共同*作者,中国农业大学农学院李芳军副教授和美国德州农工大学的Shan Libo教授为该论文的共同通讯作者。