过表达TaLEA1和TaLEA2基因提高转基因拟南芥的耐盐性
本文关键词: 小麦 TaLEA TaLEA 共表达 耐盐 出处:《植物遗传资源学报》2017年03期 论文类型:期刊论文
【摘要】:我国土壤盐碱化日益严重,对我国的粮食安全造成了严重威胁。耐盐基因挖掘对作物耐盐育种非常重要。LEA蛋白家族是一个多基因家族,在植物应对非生物胁迫中发挥重要作用。本课题组前期研究阐明小麦TaLEA1基因在拟南芥中过表达可以提高转基因植物的耐盐性和抗旱性。本研究系统分析了小麦TaLEA2基因表达蛋白的理化性质、基因表达模式及启动子功能区域,并在拟南芥中过表达TaLEA2基因及共表达TaLEA1和TaLEA2基因,分析TaLEA2基因的抗逆功能及2个LEA基因的抗逆效果。结果表明,TaLEA2基因的表达产物属于第3组LEA蛋白,是稳定的亲水蛋白,富含α-螺旋、β-转角等结构。TaLEA2基因在小麦根、茎、叶、花、种子等不同组织中均有表达,盐胁迫条件诱导其高表达。在拟南芥中过表达TaLEA2基因,或过表达TaLEA1和TaLEA2基因都能够提高转基因拟南芥的耐盐性和抗旱性,转基因株系的种子萌发率、根长及叶绿素含量显著高于野生型,且双基因过表达的转基因植物的抗逆能力高于单个基因过表达株系。本研究结果为LEA基因抗逆机理的研究和多基因共转提高植物抗逆性提供了重要信息。
[Abstract]:Soil salinization is becoming more and more serious in China, which poses a serious threat to the food security in China. Salt tolerance gene mining is very important for crop salt tolerance breeding. LEA protein family is a multi-gene family. This study demonstrated that overexpression of wheat TaLEA1 gene in Arabidopsis thaliana can improve salt tolerance and drought resistance of transgenic plants. This study systematically analyzed wheat TaLEA2. The physicochemical properties of gene expression proteins, In Arabidopsis thaliana, TaLEA2 gene was overexpressed and TaLEA1 and TaLEA2 genes were co-expressed. The stress resistance function of TaLEA2 gene and the stress resistance effect of two LEA genes were analyzed. The results showed that the expression product of TaLEA2 gene belongs to the third group of LEA protein and is a stable hydrophilic protein, rich in 伪 -helix, 尾 -turn angle and other structures. TaLEA2 gene is found in wheat roots, stems, leaves and flowers. Overexpression of TaLEA2 gene in Arabidopsis thaliana, or overexpression of TaLEA1 and TaLEA2 genes in Arabidopsis thaliana could improve salt tolerance and drought resistance of transgenic Arabidopsis thaliana. The seed germination rate, root length and chlorophyll content of transgenic lines were significantly higher than those of wild type. The stress resistance of transgenic plants with double gene overexpression was higher than that of single gene overexpression lines. The results provided important information for the study of stress resistance mechanism of LEA gene and the co-transformation of multiple genes to improve plant stress resistance.
【作者单位】: 中国农业科学院作物科学研究所;山东师范大学生命科学学院;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(31601302) 转基因植物新材料的育种价值评估(2016ZX08010-005) 中国农业科学院科技创新工程/作物种质资源鉴定与发掘团队
【分类号】:Q943.2
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,本文编号:1514664
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