小麦蛋白激酶基因TaSnRK2.1介导植株抵御干旱胁迫功能研究

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倪晨阳,  肖凯*

河北农业大学, 农学院, 河北保定 071001

摘     要: SnRK2型蛋白激酶通过介导特定发育和逆境信号传递,在调控植植株生长发育和介导植株抵御非生物逆境胁迫中发挥着重要作用。本研究分析了小麦种属SnRK2蛋白激酶家族基因TaSnRK2.1分子特征、应答干旱表达模式和介导植株抵御干旱胁迫的生物学功能。结果表明,TaSnRK2.1与波兰小麦和大麦等种属中SnRK2激酶基因序列高度同源,编码蛋白含有Ser/Thr激酶具有的保守结构域(aa 62-aa 318)。在48 h干旱处理下,TaSnRK2.1在小麦根、叶中呈明显的干旱诱导表达模式,均在处理24 h后表达量达到峰值,以后至48 h该基因转录维持较高水平。将处理48 h植株转入正常恢复处理后,该基因在根、叶中表达随处理进程不断下调。基因转化分析表明,干旱处理下,与野生型对照(WT)相比,TaSnRK2.1正义表达烟草株系(Sen 1)植株长势增强、干质量增加,气孔关闭加快,脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖等细胞渗透调节物质含量提高,光合能力和细胞保护酶活性增强;与此相反,该基因反义表达株系(Anti 1)干旱处理下较WT长势减弱、干质量减小,气孔关闭减慢,细胞渗透调节物质含量下降,光合能力和细胞保护酶活性降低。研究表明,TaSnRK2.1通过在转录水平上对干旱胁迫产生应答,参与植株气孔运动、细胞渗透调节、光合和细胞保护过程,增强植株抵御干旱胁迫的能力。
关 键 词: 蛋白激酶; 转基因株系; 干旱胁迫
DOI: 10.57237/j.life.2023.02.002
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