甲基戊糖梭菌膜整合焦磷酸酶提高转基因烟草的抗旱性

发布时间：2019-07-30 16:25

【摘要】：由焦磷酸(PPi)驱动的膜整合焦磷酸酶(PPase)在生物适应逆境方面可能起着重要作用,包括H~+-PPase、Na~+-PPase和Na~+,H~+-PPase三个亚家族。相比于H~+-PPase,其它两个亚家族PPase近年来才在原核生物(特别是动物肠道菌)中被发现,有关它们的应用研究更是匮乏。通过两轮巢式PCR从人肠道宏基因组中扩增得到甲基戊糖梭菌膜整合焦磷酸酶(CmPP)全长基因。序列分析表明该基因含有一个完整的ORF(长2 100 bp,编码一个699 aa的蛋白质,G+C含量为59.9%,碱基分布均衡)。膜拓扑学结构预测CmPP是一个由16个跨膜α螺旋组成的膜蛋白,与目前已鉴定过的膜PPase跨膜结构相符。序列比对分析推测CmPP属于K+依赖型Na~+,H~+-PPase亚家族成员。另外,通过农杆菌转化获得了CmPP转基因烟草。对其子一代植株的抗旱分析发现,在干旱胁迫条件下CmPP转基因株系的干物质含量、总叶绿素含量和根系活力均下降,而其叶片MDA含量和电解质渗透率均升高,但相同胁迫下的变化程度都显著低于野生型烟草。这些结果表明CmPP基因的导入能够有效提高烟草的抗旱能力。
【图文】：

7.8%。由图5看出，3个CmPP转基因株系和野生型（WT）烟草的总叶绿素含量和根系活力在正常浇水（对照）条件下几无差异，而在干旱胁迫条件下均降低，且随胁迫强度增加而愈加严重，但相同胁迫条件下转基因株系的下降程度显著低于野生型烟草。在中度干旱（40%FWC）胁迫条件下，3个转基因株系（CmPP-9、CmPP-11、CmPP-12）相比野生型烟草的总叶绿素含量依次高出36.1%、26.2%、18.9%，根系活力依次高出29.3%、24.2%、12.1%；而在重度干旱（20%FWC）胁迫条件下，3个转基因株系与野生型烟草的总叶绿素含量和根系活力分图2在线程序TMHMM预测的CmPP蛋白膜拓扑结构MWT12345678910111213141516172kb1.512kb1.51ACmPP-BWT：野生型对照，1-17：17个CmPP转化再生植株；A：引物对35SPro-Fw/CmPPm-Rv；B：引物对CmPPm-Fw/NosTer-Rv；箭头表示目的PCR条带图3CmPP转基因烟草植株的PCR鉴定

）胁迫条件下，3个转基因株系（CmPP-9、CmPP-11、CmPP-12）相比野生型烟草的总叶绿素含量依次高出36.1%、26.2%、18.9%，根系活力依次高出29.3%、24.2%、12.1%；而在重度干旱（20%FWC）胁迫条件下，3个转基因株系与野生型烟草的总叶绿素含量和根系活力分图2在线程序TMHMM预测的CmPP蛋白膜拓扑结构MWT12345678910111213141516172kb1.512kb1.51ACmPP-BWT：野生型对照，，1-17：17个CmPP转化再生植株；A：引物对35SPro-Fw/CmPPm-Rv；B：引物对CmPPm-Fw/NosTer-Rv；箭头表示目的PCR条带图3CmPP转基因烟草植株的PCR鉴定
【作者单位】： 云南师范大学生命科学学院云南省生物质能源和环境生物技术重点实验室教育部生物质能源持续发展和应用工程研究中心;
【基金】：国家自然科学基金项目(31160169,31460067)
【分类号】：Q943.2;S572

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1 杨玉梅;人肠道甲基戊糖梭菌膜整合焦磷酸酶的基因克隆和抗盐功能分析[D];云南师范大学;2015年

本文编号：2521006