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摘要
油菜素甾醇作为一类重要植物激素,在植物生长发育和抵御逆境胁迫等过程中发挥重要作用。CYP90B1基因编码酶是其合成途径中关键限速酶。本研究针对迄今有关玉米CYP90B1基因应答逆境胁迫特征尚未见报道现状,采用RT-PCR结合RACE技术,从玉米中克隆了油菜素甾醇生物合成关键基因Zm CYP90B1(Gen Bank登录号KY242373)。Zm CYP90B1全长2058 bp,开放阅读框为1518 bp,编码506个氨基酸。Zm CYP90B1蛋白预测分子量为57.66 k D,等电点为9.54,含有1个跨膜结构域及1个p450保守结构域。序列比对表明,Zm CYP90B1与其他物种CYP90B1蛋白高度相似,但在单双子叶植物中进化上具有明显差异。实时荧光定量PCR结果表明,非生物胁迫(干旱、高盐、低温和脱落酸)、虫害(甜菜夜蛾取食)和茉莉酸甲酯均诱导Zm CYP90B1表达,表明该基因响应多种非生物胁迫,参与植物对虫害和茉莉酸甲酯的响应。进一步构建过量表达Zm CYP90B1基因的烟草株系并检测表明该烟草株系抗旱性增强,叶片失水率下降,SPAD值增大。此外,干旱胁迫下转基因烟草超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性以及游离脯氨酸(Pro)的积累量均显著高于野生型,丙二醛(MDA)和脱落酸(ABA)含量明显低于野生型。通过检测下游胁迫响应基因表达,表明Zm CYP90B1提高植物抗旱性可能不依赖ABA途径,而与其对抗氧化相关途径相关基因的转录调控有关。
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