茶树FtsH基因家族的鉴定及CsFtsH31基因功能分析

FtsH基因在植物的抗逆境胁迫中具有重要的作用,本研究通过茶树基因组中鉴定FtsH基因,对其进行生物信息学分析,在烟草中超量表达CsFtsH31基因,对其进行抗逆功能分析,结果如下:1.茶树FtsH基因家族鉴定分析。通过与拟南芥的FtsH基因组比对,在茶树的基因组中鉴定到了45个FtsH茶树基因,45个茶树FtsH基因MDV3100在茶树染色体上的分配不均。按照进化关系,将茶树的FtsH基因细分成了五类;基因表达分析表明,CsFtsH基因在叶片组织中具有较高的表达水平,且部分基因随着叶片成熟度的增加,表达水平升高;不同Immune function的CsFtsH基因在PEG诱导的干旱胁迫、盐胁迫、茉莉酸甲酯胁迫和冷处理下存在差异表达。2.高温处理下CsFtsH基因的表达分析。对福鼎大白茶进行高温胁迫处理下CsFtsH基因在叶片中的荧光定量表达分析,结果表明CsFtsH14、CsFtsH31、CsFtsH34等基因在高温胁迫处理下,在叶片中的表达量随着时间变化呈上升趋势,且CsFtsH31基因的表达量上升倍数最高,说明CsFtsH基因是受温度诱导表达的,与高温胁迫密切相关。3.CsFtsH31在转基因烟草中功能验证。构建了茶树CsFtsH31基因的过表达载体pBWA(V)KS-CsFtsH31-GUS,遗传转化烟草,获得转基因烟草。用外源光氧化剂MV对野生型和转基因烟草进行了处理,结果发现,转基因烟草的叶绿素含量高于野生型烟草,丙二醛含量低于野生型烟草,可溶性糖含量高于野生型烟草,超氧化物歧化selleck激酶抑制剂酶的活性高于野生型烟草,表明转基因烟草比野生型烟草能够有效抵抗光氧化。同时还分析对转基因烟草和野生型烟草抗高温能力,在38℃高温胁迫下,转基因烟草的叶绿素含量高于野生型烟草,转基因烟草的丙二醛含量低于野生型烟草的含量,转基因烟草的超氧化物歧化酶活性显著高于野生型烟草,说明CsFtsH31基因在烟草中表达,可以清除由于胁迫产生的活性氧,维持活性氧代谢平衡,保护膜结构的功能,提高烟草的抗高温胁迫能力。