甜荞FeSGT1基因克隆及抗旱功能解析

作者：朱旭东; 杨兰锋; 陈媛媛; 侯泽豪; 罗旖柔; 熊泽浩; 方正武^*

来源：作物学报, 2023, 49(06): 1573-1583.

• 甜荞
• FeSGT1
• 转基因拟南芥
• 抗旱性

SGT1 (suppressor of the G2 allele of skp1)作为skp1-4的抑制因子,在植物的非生物胁迫响应中具有重要作用。根据甜荞干旱胁迫下的转录组学和蛋白质组学分析,我们克隆出一个与甜荞耐旱性状相关的候选基因Fe SGT1。生物信息学分析表明Fe SGT1包含一个1086 bp开放阅读框(ORF),编码361个氨基酸,具有3个(TPR、CS和SGS)保守结构域。进化分析表明,Fe SGT1与藜麦Cq SGT1 (XP＿021726759.1)、甜菜Bv SGT1 (XP＿010671588.1)和菠菜So SGT1 (XP＿021839743.1)亲缘关系较近。亚细胞定位初步显示Fe SGT1蛋白定位于细胞膜上。q RT-PCR分析发现Fe SGT1在干旱胁迫24 h内表达呈现上调趋势。在盐、低温(4℃)胁迫和ABA处理下,Fe SGT1基因表达在12 h达到高峰,24 h后开始下降。在拟南芥中过表达Fe SGT1基因发现,在干旱和盐胁迫下,转基因植株的发芽率、根长、鲜重和存活率显著提高,丙二醛(MDA)和过氧化氢(H2O2)含量明显降低,而过氧化氢酶(CAT)活性显著升高。过表达Fe SGT1显著增强了转基因拟南芥植株的耐旱和耐盐能力,为深入研究Fe SGT1基因调控甜荞抗旱分子机制奠定了基础。

• 单位
  主要粮食作物产业化湖北省协同创新中心; 中国农业科学院作物科学研究所; 长江大学