[目的]分析紫花苜蓿MsRCI2A、MsRCI2B、MsRCI2C的表达差异并研究其抗旱功能,为苜蓿抗旱机制解析及分子育种奠定基础.[方法]采用qPCR的方法,分析紫花苜蓿MsRCI2A、MsRCI2B、MsRCI2C基因在20％ PEG6000溶液模拟干旱条件下表达的差异,采用农杆菌介导法获得MsRCI2A、MsRCI2B和MsRCI 2C基因超量表达的转基因苜蓿A12、A22、B13、B19、C2和C10,观察正常生长条件(干旱胁迫0 d)下和20％ PEG6000干旱胁迫6,12 d的野生型株系WT(对照)及超量表达的转基因紫花苜蓿的表型,测定超表达苜蓿和WT的叶绿素含量、相对电导率、丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT))活性及渗透调节系统(可溶性糖和脯氨酸含量)在干旱胁迫条件下的变化.[结果]在20％ PEG6000模拟干旱条件下,MsRCI2A/B/C基因在紫花苜蓿叶和根中表达变化趋势相反,但3个基因在同一组织中的表达趋势相似.紫花苜蓿叶片中的MsRCI2A/B/C基因在干旱胁迫处理后均明显上调,其中MsRCI2A/C基因在干旱胁迫处理2h时即极显著上升(P＜0.01),而MsRCI2B的表达相对缓慢,在处理8h时极显著上升(P＜0.01).在根中,MsRCI2A/B/C基因在干旱胁迫处理2h时相对表达量极显著下降(P＜0.01).在正常生长条件(干旱胁迫0 d)下,6个转基因苜蓿叶绿素含量、相对电导率和MDA含量、可溶性糖含量和脯氨酸含量与野生型苜蓿(WT)相比无明显差异,但转基因苜蓿SOD、POD、CAT活性明显高于WT(P＜0.05),其中转MsRCI2B/C基因苜蓿叶片中的SOD活性及叶和根中POD活性是WT的1.97～2.27倍.转基因株系A12、A22、B13、B19、C2和C10与野生型苜蓿(WT)同时进行20％PEG6000模拟干旱胁迫处理12d后,各转基因株系的叶绿素含量极显著高于WT (P＜0.01),为WT的3.00～3.46倍,而相对电导率和丙二醛含量则极显著下降了73 ％和55％.转基因苜蓿叶和根中的可溶性糖和脯氨酸含量及SOD、POD和CAT活性均显著升高(P＜0.05),其中MsRCI2A/C转基因苜蓿叶和根中的CAT活性是WT的2～3倍,MsRCI2B/C转基因苜蓿叶和根中的脯氨酸含量是WT的3倍.[结论]MsRCI2A、MsRCI2B和MsRCI2C的过表达可以增强苜蓿的耐旱性.

紫花苜蓿;MsRCI2基因;基因超量表达;耐旱性

才华;李淳馨;丛春龙;战力峰;何凯;董理;许慧慧

东北农业大学生命科学学院,黑龙江哈尔滨150030

西北农林科技大学学报（自然科学版）

[1]才华;李淳馨;丛春龙;战力峰;何凯;董理;许慧慧-.MsRCI2A/B/C基因超量表达对紫花苜蓿耐旱性的影响)[J].西北农林科技大学学报（自然科学版）,2022(02):57-66,74

MsRCI2A,基因超量表达,MsRCI2B,MsRCI2C,MsRCI,MsRCI2

紫花苜蓿,耐旱性,表达差异,抗旱机制,机制解析,分子育种,qPCR,PEG6000,农杆菌介导法,转基因,A12,A22,B13,B19,C2,C10,生长条件,干旱胁迫,野生型,株系,WT,超表达,叶绿素含量,相对电导率,抗氧化酶,POD,过氧化氢酶,CAT,渗透调节,调节系统,脯氨酸含量,胁迫条件,叶和根,表达变化,胁迫处理,2h,8h,相对表达量,可溶性糖含量,12d,丙二醛含量,过表达

0.153356