桑树Na+/H+逆向转运蛋白基因(MnNHX1)的克隆与耐盐力表达

2015 
【目的】研究川桑液泡膜型 Na +/H +逆向转运蛋白( NHX)基因的功能,探究桑树耐盐机制,为植物抗逆基因工程筛选提供优良的候选基因。【方法】以川桑基因组数据库为基础,基于同源基因序列的保守性,以川桑叶片 cDNA为模板克隆川桑液泡膜型 NHX基因;利用生物学软件和在线公共平台,分析所得基因编码的蛋白质序列及功能结构域,并构建系统进化树,分析与其他物种的亲缘关系。采用荧光定量 PCR方法研究在 NaCl胁迫条件下不同时间段‘湖桑32号’根、茎、叶等不同组织中桑树 NHX1表达量的变化情况;通过构建超量表达载体,将其转化到拟南芥中,分析转基因拟南芥在 NaCl胁迫环境中的种子发芽数,根长、侧根生长情况和幼苗成活率,并对转基因拟南芥连续浇灌含高浓度 NaCl的营养液,研究过量表达 NHX 基因对拟南芥的影响。【结果】本研究得到1个液泡膜型 NHX 基因,命名为 MnNHX1( GenBank 登录号: KJ720637);该基因 ORF 长度为1644 bp,编码547个氨基酸残基,具有 Na +/H +交换泵,且在其上游含有抑制剂氨氯吡嗪脒结合位点( LFFIYLLPPI)以及糖基化位点等结构域,TMHMM 在线程序预测 MnNHX1具有12个明显的跨膜结构区;系统进化树分析结果显示,MnNHX1具有较高的保守性,先与源于蔷薇科的桃聚合,与桑树形态学和基因组进化分析分类结果一致。荧光定量 PCR 试验表明,在无 NaCl 胁迫条件下桑树 NHX1在‘湖桑32号’根、茎、叶中均有表达;在NaCl胁迫处理12 h后,根、茎中桑树 NHX1的表达量显著增加,而后回落;而在胁迫处理24 h 后,叶中桑树 NHX1的表达量显著提高,随后回落。过量表达 MnNHX1的转基因拟南芥在 NaCl 胁迫环境中,种子发芽率低于野生型,而根长和侧根生长情况以及幼苗成活率都优于野生型;连续浇灌含高浓度 NaCl 营养液的�
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