[目的]Remorin蛋白是广泛存在于苔藓、裸子和被子植物中的蛋白家族,在调控植物生长发育及生物胁迫反应方面具有重要作用,但有关remorin抵御非生物胁迫作用机制的研究较少.前期研究发现抗逆树种胡杨的remorin?6.5(REM6.5)可通过增强质膜质子泵活性提高植物耐盐性,在此基础上,本文研究了胡杨PeREM6.5在植物耐受水分胁迫中的作用,旨在进一步揭示植物抗旱的生理与分子机制.[方法]以过表达PeREM6.5拟南芥(OE1和OE2)、野生型(WT)和转空载体对照(VC)拟南芥为试验材料,对各基因型拟南芥进行水分胁迫处理(包括渗透胁迫和土壤干旱)以及复水处理,从生理生化及分子生物学角度研究了胡杨PeREM6.5在拟南芥干旱胁迫中的响应机制.[结果]甘露醇处理后,过表达PeREM6.5拟南芥的存活率、根长显著高于WT和VC,并且在渗透胁迫下细胞膜受损程度较小,这些表型差异主要与转基因拟南芥水分吸收、抗氧化防御能力增强有关.甘露醇处理后,过表达PeREM6.5拟南芥水通道基因AtPIP1;2和AtPIP2;1的表达量提高.甘露醇处理诱导WT和VC根细胞积累H2O2,对细胞膜造成氧化伤害.转基因株系在甘露醇处理后过氧化物酶基因POD和过氧化氢酶基因CAT表达量显著上调,能维持较高的POD和CAT酶活性,清除H2O2及其对细胞膜造成的损伤.在土壤干旱处理9?d后,转基因株系的叶绿素含量下降幅度低于WT和VC,复水后叶绿素含量恢复程度较高.另外,PeREM6.5转基因株系在干旱胁迫下维持PSⅡ实际光合量子产量的能力增强.[结论]过表达胡杨PeREM6.5基因提高了拟南芥对水分胁迫的耐受性.

胡杨;PeREM6.5;拟南芥;渗透胁迫;干旱胁迫;耐受机制

侯思源;张会龙;尧俊;张莹;赵楠;赵瑞;周晓阳;陈少良

北京林业大学林木、花卉遗传育种教育部重点实验室,生物科学与技术学院,北京 100083;北京林业大学实验室与设备管理处,北京 100083

北京林业大学学报

[1]侯思源;张会龙;尧俊;张莹;赵楠;赵瑞;周晓阳;陈少良-.胡杨PeREM6.5调控拟南芥水分胁迫耐受机制)[J].北京林业大学学报,2022(09):40-51

PeREM6,Remorin,remorin,REM6,AtPIP1,AtPIP2

胡杨,水分胁迫,耐受机制,苔藓,被子植物,白家,植物生长发育,胁迫反应,非生物胁迫,前期研究,抗逆,树种,质膜,质子泵,植物耐盐性,抗旱,过表达,OE1,OE2,野生型,WT,空载,VC,基因型,胁迫处理,渗透胁迫,土壤干旱,复水处理,生理生化,分子生物学,干旱胁迫,响应机制,甘露醇,醇处理,根长,细胞膜,表型差异,转基因拟南芥,抗氧化防御,防御能力,水通道,根细胞,H2O2,氧化伤害,株系,酶基因,POD,过氧化氢酶,CAT,旱处理,叶绿素含量,后叶,恢复程度,PS,光合,耐受性

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