过表达SlMPK3基因提高番茄低温耐受能力

发布时间：2017-09-24 11:18

  本文关键词：过表达SlMPK3基因提高番茄低温耐受能力

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【摘要】：促分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK/MPK)级联是植物响应外界环境变化的重要信号传导途径。为了验证番茄促分裂原活化蛋白激酶3(Solanum lycopersicum mitogenactivated protein kinases 3,Sl MPK3)在低温胁迫中的功能,本研究将醋栗番茄(Solanum pimpinellifolium)Sl MPK3基因在栽培番茄(S.lycopersicum)M82中过表达,获得了过表达Sl MPK3的转基因番茄后代。结果表明,低温胁迫下转基因番茄幼苗Sl MPK3基因被迅速诱导表达。低温处理8 h处,Sl MPK3的表达量达到最大值,转基因植株(OE4,OE6和OE7)中Sl MPK3的表达量显著高于野生型(P0.05)。苗期耐冷性鉴定结果表明,转基因植株耐冷指数(OE4(0.81),OE6(0.78),OE7(0.77))显著高于对照((0.37),P0.05)。低温胁迫下表型观察发现,4℃低温胁迫24 h,野生型番茄叶片边缘失水萎蔫,叶面出现明显黄色枯斑;转基因番茄植株叶片表现正常。低温胁迫120 h后,野生型植株的相对电解质渗透率为74.66%,而转基因植株的电解质渗透率平均为59.79%,比对照低14.87%;转基因植株叶片中丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量为6.76μmol/g FW,比对照(9.77μmol/g FW)低30.81%;野生型植株叶片中的H2O2含量显著高于转基因植株(P0.05),比转基因植株高22.02%。低温胁迫处理引起了转基因植株和野生型植株的抗氧化酶(antioxidant enzymes,AOEs)活性显著增加(P0.05),低温处理120 h后,转基因植株中超氧化物歧化酶(super-oxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)活性分别比对照高29.40%、24.24%和22.83%。转基因和野生型植株中可溶性蛋白(soluble protein)和可溶性糖(soluble sugar)含量均随低温处理时间的推移逐步增加,4℃处理120 h后转基因植株可溶性蛋白含量为40.02 mg/g FW(OE-4),42.21 mg/g FW(OE-6)和40.33 mg/g FW(OE-7),显著高于对照(36.86 mg/g FW)(P0.05);转基因植株可溶性糖含量平均为51.87 mmol/g FW,比对照高21.82%。本研究证明,Sl MPK3过表达提高了番茄植株的低温耐受能力,为进一步研究番茄Sl MPK3基因的功能提供依据,同时为耐低温番茄育种提供了新种质。
【作者单位】： 西北农林科技大学园艺学院;
【关键词】： 番茄 转基因 番茄促分裂原活化蛋白激酶(SlMPK) 低温胁迫
【基金】：陕西省科技统筹创新计划项目(No.2011KTCL02-03) 西北农林科技大学农业科技推广基金项目(No.TGZX2012-02)
【分类号】：S641.2
【正文快照】： 番茄(Solanum lycopersicum)是茄科作物,属于喜温蔬菜,不耐低温、对冷敏感。整个生育期的最适温度为18~25℃(罗雷,2011),当气温低于14℃时,植株就不能正常开花结果。当气温低于10℃时,绝大多数番茄品种会受冷害,若长时间低于6℃,植株就会死亡。即使是短期低温,也会使植株的生

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本文编号：911098