杨树AFP蛋白在盐胁迫响应过程的功能研究

盐胁迫是主要的非生物逆境胁迫之一,严重限制植物的分布及生长发育。功能鉴定盐胁迫响应过程中发挥重要调控作用的基因将对构建杨树响应盐胁迫的分子调控网络具有重要意义,并为选育速生耐盐的杨树新品种提供重要的靶点基因。我们前期的转录组分析,发现 84K杨中盐胁迫可显著诱导AFP基因的表达,暗示AFP基因可能在杨树响应盐胁迫过程具有重要调控功能。本研究将通过详细分析AFP2a基因的表达模式、在盐胁迫响应过程的功能及其调控的基因、调控AFP2a基因表达的转录因子及AFP2a的互作蛋白,解析AFP2a在杨树响应盐胁迫过程的分子作用机制。初步研究结果表明:(1)PagAFP2a基因可被ABA、盐和干旱处理显著诱导表达。(2)PagAFP2a基因启动子序列包含多个脱落酸(ABA)响应元件ABRE;酵母单杂交试验表明,转录因子PagAREB1-3 可与PagAFP2a启动子片段结合。酵母双杂交试验显示,PagAFP2a蛋白可以与ABA信号途径相关的AREBs蛋白相互作用。(4)与 84K对照相比,PagAFP2a过表达植株对盐胁迫更加敏感,而PagAFP2a敲除植株对盐胁迫敏感性降低;生理参数分析显示,与 84K对照相比,盐胁迫下过PagAFP2a表达植株叶片的丙二醛(MDA)和过氧化氢(H2O2)含量显著升高,过氧化物酶(POD)活性显著降低,而PagAFP2a敲除植株MDA和H2O2 含量显著低于对照、POD活性高于对照。以上结果表明PagAFP2a是杨树响应盐胁迫过程的负调控因子。