过表达玉米ZmSC1基因增强转基因拟南芥的耐盐性

摘要

旨在从玉米中克隆耐盐相关基因Zm SC1，分析其分子特征并在拟南芥中研究其耐盐性的生物学功能。以玉米B73为试验材料，克隆Zm SC1全长序列，与其他物种进行同源性比对，解析其盐诱导表达模式和亚细胞定位情况，将Zm SC1转入到拟南芥突变体atsc和野生型中，观察在盐处理下种子萌发率和主根根长情况，利用荧光定量PCR分析相关逆境(140 mmol·L-1胁迫)基因的表达量。结果表明，Zm SC1基因全长为423 bp，编码141个氨基酸，Zm SC1和小麦、拟南芥中已知的Ta SC1、At SC1具有较高保守性。烟草细胞瞬时表达、玉米原生质体亚细胞定位研究表明Zm SC1定位于细胞膜中。生物学功能研究发现在140 mmol·L-1的Na Cl的盐处理下，相比较于拟南芥突变体，回补植株拟南芥的种子萌发率和主根根长得到了明显改善，这说明Zm SC1基因可以回补拟南芥同源基因At SC1突变体植株在盐胁迫下的表型。Zm SC1基因过表达拟南芥植株的种子萌发率和主根根长也显著高于野生型植株。荧光定量PCR结果显示相较于野生型，在过表达植株中At RD29A、At SOS2、At SOS3、At CDPK1等胁迫相关基因的表达量也明显增强。研究结果表明Ta SC1、At SC1的同源基因Zm SC1对提高拟南芥的耐盐性具有重要作用。