烟草响应低温胁迫基因NtCBF7的功能鉴定

作者：晏伟杰; 杨晨凯; 户正荣; 姜习振; 任晓敏; 易鹏飞; 李泽明; 李洋洋; 胡日生

来源：分子植物育种, 2022, 1-8.

• NtCBF7
• 低温耐性
• 烟草
• 基因功能

低温是制约烟叶生产的重要因素，挖掘烟草(Nicotiana tabacum L.)耐低温基因对烟草耐低温品种改良具有重要意义。ICE-CBF-COR (Inducer of CBF expression-C-repeat binding factor-Cold-responsive genes)通路在植物响应低温信号传导途径中发挥着关键作用，然而关于烟草CBF基因功能的研究尚没有报道。前期我们发现NtCBF7受冷诱导表达，其基因功能尚不明确。本研究利用基因编辑技术获得了NtCBF7的两个突变体Ntcbf7-1和Ntcbf7-2。序列分析表明Ntcbf7-1和Ntcbf7-2分别在第208位碱基处出现一个碱基的插入和缺失，两类突变最终均导致NtCBF7基因转录提前终止。耐低温鉴定结果表明，在低温(4 ℃)处理1和4 h后，Ntcbf7-1和Ntcbf7-2的叶片萎蔫程度均高于对照‘K326’，说明NtCBF7正向调控烟草低温耐受性。生理生化测定数据表明，在低温(4 ℃)处理1和4 h后，Ntcbf7-1和Ntcbf7-2的过氧化氢(H_(2)O_(2))和超氧阴离子(O_(2)~(-))的含量以及超氧化物歧化酶(superoxide dismutase， SOD)和过氧化物酶(peroxidase， POD)活性均显著高于‘K326’。在低温(4 ℃)处理1和4 h后，Ntcbf7-1和Ntcbf7-2的脯氨酸(proline， PRO)含量显著低于‘K326’，丙二醛(malondialdehyde， MDA)含量仅在低温处理1 h后显著高于‘K326’。综上，NtCBF7通过影响活性氧(reactive oxygen species， ROS)、PRO和MDA含量，SOD和POD活性提高烟草低温耐性。

• 单位
  中国农业科学院麻类研究所; 湖南农业大学