小麦盐胁迫响应基因TaSRP的克隆及功能鉴定

【目的】土壤盐碱化是制约中国小麦生产的重要因素之一，耐盐性改良成为重要的育种目标。分析小麦TaSRP的功能，解析TaSRP的耐盐性作用机制。【方法】对小麦盐处理转录组测序结果进行分析，发现一个受盐胁迫诱导表达的小麦凝集素类基因TaSRP。根据TaSRP编码的氨基酸序列，通过在NCBI中比对得到水稻、大豆和拟南芥中与TaSRP相似的蛋白序列，利用DNAMAN和MEGA5.05软件进行多重序列比对和同源性分析。根据TaSRP的保守序列设计特异引物，利用TaSRP的实时荧光定量PCR检测TaSRP在不同胁迫处理条件下的表达模式；构建带有CaMV 35S启动子的16318hGFP-TaSRP绿色荧光表达载体，利用瞬时转染法将重组质粒和对照空载体导入拟南芥原生质体，室温黑暗培养16 h，激光共聚焦显微镜下观察绿色荧光信号；扩增TaSRP启动子序列，利用植物顺式作用元件数据库PLACE（http: //www.dna.affrc.go.jp/PLACE）分析启动子区域中参与非生物胁迫响应的顺式作用元件；将TaSRP的cDNA序列连入带有CaMV 35S启动子的pBI121表达载体中构建pBI121-TaSRP表达载体，转入C5C81农杆菌中，采用蘸花法侵染拟南芥得到转基因株系，并进行耐盐性鉴定。【结果】TaSRP具有EUL保守区，属于卫矛凝集素（EUL）家族，定位在细胞质内。氨基酸序列同源性及系统发育树分析发现，TaSRP与水稻的OSR40类蛋白（OSR40g3、OSR40g2和OSR40c1）的同源性最高；与拟南芥、大豆的同源性较低。TaSRP启动子含有一系列对盐、ABA和低温等非生物胁迫响应的调控元件。实时荧光定量PCR分析显示，TaSRP受ABA和盐胁迫上调表达，对干旱胁迫无明显响应。抗性试验结果显示，在不加NaCl的条件下，野生型与过表达株系总根长基本一致，在125 mmol•L-1 NaCl和150 mmol•L-1 NaCl处理的培养基上，3个转基因拟南芥株系的总根长均大于野生型拟南芥的总根长，并达到显著性差异，表明过表达株系有较好的耐盐性，TaSRP在拟南芥中过表达能够提高拟南芥对盐胁迫的抗性。【结论】TaSRP提高了转基因拟南芥对高盐的抗性。

Isolation and Functional Analysis of Salt-Responsive Gene TaSRP in Wheat