ERF16转录因子调控杨树侧根生长及对盐胁迫敏感性

[目的]近年来土壤盐渍化的加剧严重限制了植物的生长发育,而AP2/ERF转录因子在植物发育和逆境胁迫响应过程中发挥着重要作用。筛选盐胁迫相关 ERF 转录因子基因 PagERF16,探究其在杨树生长及应答盐胁迫过程中的作用,对于林木分子育种研究具有重要意义。[方法]本研究构建PagERF16过量表达和RNAi抑制表达载体,以84K杨为材料进行遗传转化培育PagERF16过量表达(PagERF16-OX)和抑制表达(PagERF16-RNAi)转基因杨树株系。结合生理及分子试验方法对转基因杨树株系生长指标、气孔导度、抗氧化酶活性及 PagERF16 共表达基因进行分析。[结果]与非转基因株系(WT)相比,PagERF16-OX的侧根具有较大的直径和体积。生理指标表明,PagERF16-OX的气孔开度和丙二醛(MDA)含量较WT更大,而气孔密度和过氧化氢酶(CAT)活性较小。PagERF16-OX和PagERF16-RNAi植株的株高和生根率均显著低于WT.除此之外,PagERF16-RNAi植株的形态和生理与WT相似,表明PagERF16的功能可能与其他转录因子存在冗余。我们还发现了一个参与生长素生物合成的下游靶基因NAC45,酵母单杂交实验表明PagERF16 可直接与其启动子结合,调控其表达。[结论]PagERF16转录因子通过促进侧根的生长提高了杨树对盐胁迫的敏感性,且 PagERF16 表达量过高或过低都会对杨树的生长和生根产生不利影响,这些结果为ERF转录因子在植物根系生长和耐盐性中的作用提供了新的思路。