农业生物技术学报

作者：赵东黎, 鲍茹雪, 李梦桃, 陈新, 王文泉

单位：1 海南大学 热带作物学院,海口 570228; 2 中国热带农业科学院 热带生物技术研究所,海口 571101

关键词：木薯,木薯脱落酸受体4a (MePYL4a),干旱胁迫,基因表达量,生理生化指标,

基金：国家重点研发专项(2018YFD1000500); 海南省研究创新科研课题(Hyb2020-09; Qhyb2021-25)

脱落酸(abscisic acid, ABA)及其受体pyrabactin resistance-like (PYL)蛋白在植物抵御干旱胁迫中发挥重要功能。为探究木薯(Manihot esculenta) MePYL4a (GenBank No. XM_021766535)基因的抗旱功能,本研究从木薯品种'SC8'中克隆MePYL4a基因,对其进行了生物信息学分析,利用农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的瞬时转化法进行亚细胞定位;通过实时荧光定量PCR检测MePYL4a基因在干旱胁迫处理下的表达情况;并构建了MePYL4a过表达载体转化拟南芥(Arabidopsis thaliana),进行拟南芥转基因植株的抗旱分析。结果表明,MePYL4a是不稳定蛋白,MePYL4a蛋白的亚细胞定位特征分析表明其定位于细胞核和细胞质内;qPCR分析显示,MePYL4a基因的表达水平显著受到干旱胁迫诱导,在1 h达到最高,随后慢慢下降。干旱处理后,观察表型发现MePYL4a能够提高干旱胁迫下拟南芥幼苗的耐旱性,过表达植株平均生物量是野生型(wild type, WT)的1.5倍,ABA合成关键限速酶基因9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(9-cis-epoxycarotenoid dioxygenase, NCED3)和干旱胁迫诱导表达基因(responsive to desiccation 29A, RD29A)表达量显著高于WT和Atpyl4突变体植株,抗氧化酶活性也大约比WT高了2倍,表明MePYL4a的过表达植株清除活性氧的能力强于WT和Atpyl4突变体植株,在干旱胁迫下能积累更多的生物量,增强拟南芥的抗旱性。综上所述,MePYL4a过表达降低了干旱胁迫下拟南芥中活性氧的积累,诱导抗逆基因上调表达,增强拟南芥抗旱性。本研究为MePYL4a参与木薯抗逆的进一步研究提供参考依据。

来源：2022年第12期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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