大赖草6-sft基因的克隆及其转基因烟草抗旱和抗寒性分析

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1、作物学报ACTAAGRONOMICASINICA2016,42(3):389398http://zwxb.chinacrops.org/ISSN0496-3490;CODENTSHPA9E-mail:xbzw@chinajournal.net.cnDOI:10.3724/SP.J.1006.2016.00389大赖草6-SFT基因的克隆及其转基因烟草抗旱和抗寒性分析1231111贺晓岚王建伟李文旭陈真真赵继新武军王中华1,*陈新宏12西北农林科技大学农学院/陕西省植物遗传工程育种重点实验室,陕西杨

2、凌712100;凯里学院环境与生命科学学院,贵州凯里3556011;河南省农业科学院小麦研究所,河南郑州450002摘要:果聚糖合成酶(6-SFT)在植物抵御逆境胁迫中起重要作用。利用RACE结合RT-PCR技术从大赖草(Leymusracemosus,2n=4x=28,NsNsXmXm)中克隆到6-SFT基因,其完整开放阅读框为1863bp。该基因被命名为Lr-6-SFT(GenBank登录号KT387273),编码620个氨基酸,其推导氨基酸序列含有保守的果糖基转移酶结构域。氨基酸序列比对及进化

3、树分析表明,大赖草6-SFT与华山新麦草、普通小麦、西尔斯山羊草和大麦6-SFT具有高度相似性。采用基因重组技术构建p1300-35SN-Lr-6-SFT表达载体,利用农杆菌介导法将该载体转入烟草品种W38中。对经过抗性筛选、PCR和RT-PCR验证的转基因植株进行抗旱和抗寒性鉴定,发现转基因植株与对照相比,抗旱和抗寒性明显增强;在逆境胁迫条件下,转基因植株的果聚糖、可溶性糖、脯氨酸含量都显著高于对照,而丙二醛的含量显著低于对照。本研究表明,Lr-6-SFT基因是典型的GH32家族成员,其表达能够提

4、高烟草对干旱和寒冷胁迫的抗性。关键词:6-SFT基因;干旱;寒冷;大赖草;生理指标;转基因烟草Cloningof6-SFTGenefromLeymusracemosusandAnalysisofTolerancetoDroughtandColdStressesinTransgenicTobacco123111HEXiao-Lan,WANGJian-Wei,LIWen-Xu,CHENZhen-Zhen,ZHAOJi-Xin,WUJun,WANG11,*Zhong-Hua,andCHENXin-Hong

5、1ShaanxiProvincialKeyLaboratoryofPlantGeneticEngineeringBreeding/CollegeofAgronomy,NorthwestA&FUniversity,Yangling712100,23China;CollegeofEnvironmentandLifeScience,KailiUniversity,Kaili556011,China;WheatResearchInstitute,HenanAcademyofAgriculturalScien

6、ces,Zhengzhou450002,ChinaAbstract:Thefructanbiosynthesisenzyme(6-SFT)playsanimportantroleinplantinresponsetoabioticstresses.Inthisstudy,afull-lengthcDNAencodingsucrose:fructan-6-fructosyltransferase,designatedasLr-6-SFT(GenBankaccessionNo.KT387273),was

7、clonedfromLeymusracemosus(2n=4x=28,NsNsXmXm)usingreversetranscriptasePCR(RT-PCR)andrapid-amplifica-tionofcDNAends(RACE)techniques.Thefull-lengthopenreadingframecomprises1863bpandencodes620aminoacids.Thepredictedproteinstructureofthegenecontainsaconserv

8、edfructosyltransferasedomain.Multiplesequencealignmentandphy-logeneticanalysisshowedthattheLr-6-SFTproteinsharedhighsimilaritywith6-SFTproteinsfromPsathyrostachyshuashanica,Triticumaestivum,Aegilopssearsii,andHordeumvulgaresubsp.vulgare