亚洲棉NCED3基因克隆及其抗旱功能分析

作者：蔡肖; 王海涛; 李兴河; 甄军波; 刘琳琳; 刘迪; 迟吉娜^*; 张建宏^*

来源：核农学报, 2022, 36(09): 1713-1722.

• 棉花
• 干旱
• NCED3
• 9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶
• 基因功能

9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)是脱落酸(ABA)合成过程中的关键限速酶，被证实广泛参与植物的生长发育进程及对非生物胁迫的应答。为了挖掘、鉴定棉花抗旱相关的NCEDs基因，本研究克隆了亚洲棉(Gossypium arboreum)GaNCED3基因，利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析了干旱胁迫下该基因的表达特性；并遗传转化拟南芥(Arabidopsis thaliana),研究了该基因在干旱应答中的功能。结果显示，GaNCED3基因开放阅读框(ORF)全长为1 794 bp,其编码的蛋白质包含597个氨基酸。该基因在干旱胁迫处理后上调表达，在处理3 h的根中表达量最高，是对照的27.6倍。在萌发期进行甘露醇模拟的干旱处理，超表达GaNCED3的转基因拟南芥种子萌发率和绿苗率均高于野生型。在幼苗期进行自然干旱处理后，转基因拟南芥植株叶片丙二醛含量显著低于对照(P<0.05),游离脯氨酸积累量显著高于对照(P<0.05)。本研究初步证明了外源超表达GaNCED3基因使植株抗旱能力增强，为进一步研究GaNCED3干旱应答的分子机制提供了理论依据，为抗旱育种提供了候选基因资源。

• 单位
  河北省农林科学院棉花研究所