AtDREB1A基因過量表達對馬鈴薯生長及抗非生物脅迫基因表達的影響
摘要：為明確AtDREB1A基因過量表達對馬鈴薯生長及基因表達的影響,以馬鈴薯品種隴薯3號(L3)及其AtDREB1A轉基因株系T2為材料,采用盆栽試驗,在馬鈴薯盛花期將盆土含水量控制為田間最大持水量(FWC)的45%~50%,觀察轉基因前后植株表型,并研究葉片MDA含量、RWC、SOD和POD活性及其基因表達的差異。結果表明,正常澆水條件下2個株系各指標差異不大。脅迫20d后,轉基因植株T2的表型明顯好于對照L3,且RWC顯著高于L3;各株系葉片的MDA含量、SOD和POD活性均明顯上升,但轉基因植株MDA含量上升幅度較對照小,抗氧化保護酶SOD、POD活性升高幅度較對照大,說明轉基因植株細胞膜損傷和膜脂過氧化程度較輕,植株的耐旱性明顯提高。轉錄組測序及生物信息學分析發現,轉基因材料T2相對于L3的差異表達基因共430個,其中上調表達基因287個,下調表達基因143個。功能注釋和顯著性富集結果表明,差異表達基因富集涉及GO功能分類體系中生物過程、細胞組分和分子功能3個大類別,且大部分集中在細胞內和膜上,主要涉及信號傳導、氧化還原、生物調解、應激反應、發育過程、系統免疫過程、核酸和蛋白結合轉錄因子活性、轉運活性及催化活性。其中抗非生物脅迫相關蛋白PPR、HSP、P450、MLO等家族的大量基因表達量發生較大變化,說明這些基因在轉AtDREB1A基因馬鈴薯抵御干旱過程中發揮著非常重要的作用。本研究為進一步解析AtDREB1A基因提高馬鈴薯抗旱性的調控網絡奠定了基礎。
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