海滨雀稗PvPRMT家族成员鉴定、表达模式及PvPRMT10基因的功能

作者：孙灿灿; 刘宇; 邹月; 刘君; 杨志民; 陈煜^*

来源：南京农业大学学报, 2021, 44(04): 705-715.

• 蛋白质精氨酸甲基转移酶
• 海滨雀稗
• 转录组数据库
• 非生物胁迫

[目的]蛋白质精氨酸甲基转移酶(protein arginine methyltransferases, PRMT)家族基因在调控植物生长发育及抗逆途径过程中发挥重要作用,而草坪草PRMT成员的表达模式和抗逆功能尚不明晰,本文旨在分析海滨雀稗PvPRMT基因家族在非生物胁迫下的表达模式并鉴定PvPRMT10成员的抗逆功能。[方法]以暖季型草坪草海滨雀稗为研究材料,依据转录组数据库信息,经序列分析及PCR克隆获得8个海滨雀稗PRMT家族成员全长序列,进行系统进化树及MEME蛋白结构域分析;采用荧光定量PCR分析不同胁迫条件(盐、干旱、重金属镉和ABA处理)下PvPRMT的相对表达水平;通过转基因技术获得PvPRMT10拟南芥过量表达株系,并进行胁迫条件下表型鉴定。[结果]同为单子叶的海滨雀稗与水稻的8个PRMT家族成员进化关系相较于拟南芥更为接近,可以分为3类(Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型)。进化关系越近的基因在不同胁迫下的表达模式也越为相似;除PvPRMT4外,其他7个成员基因的表达对不同胁迫均有不同程度的上调或下调,叶中PvPRMT10在NaCl处理下的表达量在6和12 h时增加近10倍,在CdCl2处理下的表达量在6 h时增加近15倍;海滨雀稗叶中PRMTs基因响应比根系更为强烈。进一步转基因发现,Ⅰ型PvPRMT10过表达拟南芥株系在重金属镉(Cd)和盐胁迫下的种子萌发和幼苗生长均优于野生型,CdCl2处理下过表达株系的种子存活率提高15%,NaCl处理下过表达株系的种子存活率提高45%,且幼苗根长提高近2倍。[结论]本研究克隆获取海滨雀稗PRMT家族基因,分析其在非生物胁迫下的表达模式,且发现PvPRMT10具有正调控耐镉和耐盐的功能。

• 单位
  南京农业大学