陆地棉小GTP结合蛋白基因GhROP4在棉花抗旱中的功能分析

摘要

干旱是影响新疆棉花产量及品质的首要非生物因素,ROP(Rho-realted GTPases from plants)蛋白是一类植物特有的Rho类小G蛋白,在植物体内起着调控生长发育及多种抗逆反应的作用。本研究利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR,realtime quantitative polymerase chain reaction)技术分析了GhROP4基因在干旱胁迫下及外源脱落酸(ABA,abscisic acid)处理下的表达模式,通过病毒诱导的基因沉默(VIGS,virus induced gene silencing)技术分析了GhROP4基因对干旱的调控方式及可能参与的调控通路。干旱及脱落酸处理使GhROP4基因的转录水平整体均呈上调趋势,沉默GhROP4基因后增强了棉花的抗旱性;沉默植株的离体叶片失水率及干旱胁迫处理后叶片的相对含水量、脯氨酸(Pro,proline)含量及3种抗氧化物酶:过氧化氢酶(CAT,catalase)、超氧化物歧化酶(SOD,superoxide dismutase)、过氧化物酶(POD,peroxidase)活性均显著高于阴性对照,而过氧化氢(H2O2,hydrogen peroxide)及丙二醛(MDA,malonaldehyde)含量显著低于阴性对照;与阴性对照相比,沉默植株叶片中ABA合成及通路基因表达量均显著上调。GhROP4基因可能通过负调控ABA通路,在棉花抗旱中发挥负调控的作用。