农业生物技术学报

作者：刘建光, 豆海宽, 赵贵元, 耿昭, 韩硕, 安泽彤, 张寒霜, 王永强

单位：1 河北省农林科学院 棉花研究所 国家棉花改良中心河北分中心/农业部 黄淮海半干旱区棉花生物学与遗传育种重点实验室,石家庄 050051;2 邢台开放大学 开放教育学院,邢台 054000

关键词：棉花,病程相关蛋白,海岛棉病程相关蛋白10 (GbPR10)基因,干旱胁迫,

基金：棉花生物学国家重点实验室开放课题(CB2020A11); 河北省现代农业产业技术体系棉花创新团队建设项目(HBCT2018040203); 河北省“三三三人才工程”资助项目(A202105012)

病程相关蛋白10 (pathogensis related protein 10, PR10)基因在植物抵御生物胁迫和非生物胁迫过程中起到重要作用。基于本课题组前期干旱胁迫转录组数据,本研究从海岛棉(Gossypium barbadense) '比马90-53' ('Pima90-53')中克隆得到1个干旱胁迫相关PR10基因,命名为GbPR10 (GenBank No. MT612460);利用qPCR揭示GbPR10基因的组织表达特异性和外源激素诱导、不同逆境诱导条件下的表达特征;同时克隆并分析GbPR10基因启动子序列特征;构建GbPR10基因的过表达载体PCAMBIA1301-GbPR10转化拟南芥(Arabidopsis thaliana),分析过表达GbPR10基因拟南芥在干旱胁迫条件下的耐受能力。结果显示GbPR10基因开放阅读框为486 bp,编码161个氨基酸,包含1个Bet_v1-like结构域,具有P-loop保守结构域,属于病程相关蛋白Bet_v1家族;组织特异性表达结果表明,GbPR10基因在海岛棉苗期和花铃期的根中优势表达,并受外源脱落酸(abscisic acid, ABA)、乙烯(ethylene, ET)、茉莉酸甲酯(methyl jasmonate, MeJA)和水杨酸(salicylic acid, SA)激素的响应上调表达,在20%聚乙二醇6000 (polyethylene glycol 6000, PEG6000)和200 mmol/L NaCl非生物胁迫下上调表达;通过启动子序列分析克隆并获得了2 176 bp的启动子片段,该序列存在ET和ABA等激素响应元件及多个干旱相关调控元件;过表达GbPR10基因拟南芥在干旱胁迫下根长显著高于野生型(P<0.05),并且抽薹后植株在自然干旱处理下转GbPR10基因植株的耐旱性显著高于野生型(P<0.05)。由此可见,海岛棉GbPR10基因在棉花应答干旱过程中具有重要作用。本研究为深入研究棉花抗干旱基因的功能机制提供了理论参考。

来源：2022年第2期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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