过表达MnERF7基因对桑树耐盐性的影响

[目的]AP2/ERF 类转录因子是植物所特有的一类转录因子家族,在植物的生长发育及非生物胁迫中发挥着重要作用。目前人类已经完成了对拟南芥、水稻、番茄和小麦以及川桑等物种的全基因组测序,在不同植物中,AP2/ERF 转录因子及其各个亚家族成员数量也存在差异。目前在桑树中共鉴定到了 116 个AP2/ERF 转录因子家族成员,其中ERF 58 个,AP2 33 个,DREB 21 个,RAV 3 个,Solost1 个。桑树根深叶茂,耐盐能力强,不仅可以发挥其绿化、美化环境的功能,而且可以对石漠化、荒漠化等生态破坏严重的地区进行生态治理和修复,适于盐碱地栽植。通过对AP2/ERF 类转录因子成员及其功能研究,以期为桑树抗盐遗传改良提供优良资源及理论基础。[方法]基于川桑基因组数据库和转录组数据获得 1条AP2/ERF 转录因子序列MnERF7,利用生物信息学工具对其进行生物信息学分析;构建MnERF7 过表达载体,利用瞬时转化技术获得过表达 MnERF7 转基因桑树植株,盐胁迫下对其进行抗逆生理指标测定;利用沾花法侵染拟南芥获得MnERF7 转基因拟南芥植株,对其耐盐性进一步验证。[结果]MnERF7 开放阅读框为 963 bp,编码 320 个氨基酸,编码蛋白质分子量为 35.12 kD,理论等电点为 8.9,具有一个典型的AP2/ERF 保守结构域。瞬时表达转基因桑树生理指标分析结果显示,不同时间盐胁迫下瞬时过表达MnERF7 植株中的ROS(O2·-、H2O2、·OH)和丙二醛(MDA)含量明显低于对照株,过氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽S-转移酶(GST)活性以及抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)、脯氨酸(Pro)含量高于对照。转基因拟南芥生理指标分析结果与上述桑树耐盐性结果一致。[结论]过表达MnERF7 基因响应桑树的盐胁迫,通过提高植株的保护酶活性和抗氧化物质含量、降低活性氧氧化及细胞损伤程度提高桑树的耐盐能力。