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盐地碱蓬SsNHX1基因及拟南芥AtNHX1、AtNHX5基因的功能分析

李维焕  
【摘要】:在盐胁迫环境中,植物细胞的离子均衡受到破坏,尤其是胞质中过多的Na+,对植物细胞的代谢产生毒害。植物获得耐盐能力的一个重要策略是建立新的离子均衡。离子均衡涉及钠离子的吸收、外排、区隔化和长距离转运。植物的耐盐往往要求地上部分保持低Na+、高K+的状态,维持细胞质内低Na+状态最直接的方法是将Na+区隔到液泡中,Na+区隔化对植物耐盐至关重要,在多种植物中过量表达液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白都明显提高了转基因植物的耐盐性。SsNHX1 基因是从盐地碱蓬cDNA 中克隆所得,它编码一个液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白,主要负责Na+的区隔化。盐地碱蓬是一种真盐生植物,可耐受高达500mM 的盐胁迫,叶高度肉质化可能是碱蓬获得耐盐能力的最有效途径,其液泡膜Na+/H+ 逆向转运蛋白在Na+ 区隔化进入液泡过程中起到重要的作用。 本实验利用植物表达载体pROKII 和农杆菌GV3101 将SsNHX1(全长1665bp)、SsNHX2 (N 端缺失形式,缺失SsNHX1N 端49 个氨基酸,长1530bp)、AtNHX1(全长1614bp)及AtNHX5(全长1554bp)基因在拟南芥中过量表达。在含40mg/L 卡那霉素的培养基上筛选获得SsNHX1 和SsNHX2 的纯合转化子,并对其进行了分子鉴定和耐盐性分析。因时间和工作量关系,只筛选到AtNHX1、AtNHX5 的T1代转化子。 SsNHX1 和SsNHX2 的纯合转化子的分子鉴定及耐盐性分析结果如下: 1. Southern 杂交结果显示,野生型植株(对照)没有明显的杂交信号,转基因株系有 强阳性信号。表明SsNHX1、SsNHX2 的确已经整合到拟南芥的基因组中,但不同株 系插入拷贝数不等。 2. Northern 杂交结果显示转基因植株均有杂交信号,表明插入拟南芥中的SsNHX1、 SsNHX2 已经正常转录,但野生型拟南芥也有杂交信号,可能是内源的AtNHX 与 SsNHX 同源性很高,探针与AtNHX 结合的结果。不同转基因株系杂交信号强弱不同, 表明不同株系表达量不同。 3. 200mM NaCl 处理下转基因株系生长情况好于野生型对照。但转SsNHX1 和SsNHX2 的株系长势没有显著差异。


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