不结球白菜BcGR2.1基因的功能验证及响应光氧化胁迫研究

陶瑜, 李燕, 柏艾梅, 虞章红, 侯喜林, 李英

南京农业大学学报 ›› 2023, Vol. 46 ›› Issue (05) : 841-851.

不结球白菜BcGR2.1基因的功能验证及响应光氧化胁迫研究

  • 陶瑜, 李燕, 柏艾梅, 虞章红, 侯喜林, 李英
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摘要

[目的]本文旨在研究不结球白菜BcGR2.1基因在光氧化胁迫下的表达模式,并探索过表达或沉默该基因对植物抗光氧化胁迫的影响,以明确基因的功能。[方法]从不结球白菜中克隆了BcGR2.1基因CDS序列,对其编码的氨基酸序列进行进化树和保守区域分析;采用RT-qPCR技术,对BcGR2.1基因在光氧化胁迫处理下的表达水平进行分析;利用农杆菌介导的蘸花法和病毒诱导的基因沉默(VIGS)技术分别获得BcGR2.1过表达拟南芥和BcGR2.1沉默不结球白菜植株,并验证过表达或沉默BcGR2.1基因对植物抗光氧化胁迫能力的影响。[结果]不结球白菜BcGR2.1基因ORF全长1 626 bp,与芜菁GR2蛋白进化关系最近。在甲基紫精(MV)处理诱导的光氧化胁迫下,该基因一定时间内表达量上调,随后下调。过表达转基因拟南芥中抗坏血酸(AsA)含量上升,而沉默植株中AsA含量下降。光氧化胁迫条件下,过表达转基因拟南芥中的H_2O_2含量显著低于野生型,而BcGR2.1沉默植株中H_2O_2含量显著高于PTY空载植株;此外,过表达BcGR2.1拟南芥中相关叶绿素荧光动力学参数F_v/F_m、Y(Ⅱ)、ETR以及qP均显著高于野生型。[结论]在拟南芥和不结球白菜中BcGR2.1正调控AsA含量,抑制光氧化胁迫处理下植株体内H_2O_2的爆发,一定程度上维护了植株叶绿素荧光参数的正常状态,提高了植物对光氧化胁迫的耐受性。

关键词

不结球白菜 / BcGR2.1 / 光氧化胁迫 / 抗坏血酸(AsA) / 叶绿素荧光参数

中图分类号

S634.3

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陶瑜, 李燕, 柏艾梅, 虞章红, 侯喜林, 李英. 不结球白菜BcGR2.1基因的功能验证及响应光氧化胁迫研究. 南京农业大学学报. 2023, 46(05): 841-851

基金

国家自然科学基金项目(31872106); 国家重点研发计划项目(2018YFD1000805); 国家大宗蔬菜产业技术体系项目(CARS-23-A-16); 江苏省农业科技自主创新项目[CX(20)2017]

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