蓖麻RcCDPKs基因耐盐功能研究

土壤盐碱化会阻碍植物的生长发育并降低作物产量,是植物生产最主要的非生物胁迫之一。利用基因工程手段培育作物耐盐品种,可有效改良和利用盐碱地。以盐处理的哲蓖3号蓖麻种子为实验材料,经哲蓖3号盐胁迫转录组数据筛选上调表达显著的钙依赖蛋白激酶(calcium-dependent protein kinases,CDPK s)基因RcCDPK29与RcCDPK33,成功克隆并对其进行表达特性分析。通过发根农杆菌介导转化拟南芥和蓖麻,用不同水平盐胁迫处理,分析RcCDPK29与R c CDPK33的功能。本研究为培育蓖麻耐盐新种质奠定基础,取得的主要结果如下:1.成功克隆出RcCDPK29与RcCDPK33基因。RcCDPK33的ORF为1602 bp,编码533个氨基酸,包含1个在205-217位的Ser/Thr蛋白激酶催化结构域和4个与C a~(2+)结合的EF手型结构域(390-418,426-454,462-490,497-525),还有8个Ca~(2+)结合位点(399,401,403,410,435,437,439,446);RcCDPK29的ORF为1590 bp,编码528个氨基酸,包含1个在81-338位的Ser/Thr蛋白激酶催化结构域和4个与Ca~(2+)结合的E F手型结构域(385-413,421-449,457-485,492-520)。2.通过qRT-PCR技术,分析RcCDPK29与RcCDPK33在不同水平盐胁迫下蓖麻不同组织中的表达,结果表明RcCDPK29与RcSAHA说明书CDPK33均在茎中表达量最高,RcCDPK33在茎中盐处理24h时表达量达到峰值,RcCDPK29在茎中盐处理12h时表达量达到峰值。3.构建RcCDPK29与RcCDPK33https://www.selleck.cn/products/dibutyryl-camp-bucladesine.html过表达载体,通过根癌农杆菌介导RcCDPK29与RcCDPK33转化拟南芥和蓖麻。对盐胁迫下转基因拟南芥表型分析发现,种子萌发率和苗期根长均极显著高于野生型protamine nanomedicine。对盐胁迫下转基因拟南芥和蓖麻进行生理指标测定,结果表明,SOD、CAT活性均极显著高于野生型,MDA含量均极显著呈下调表达,说明过表达RcCDPK29与RcCDPK33的蓖麻与拟南芥均表现出较强的盐耐受性。4.两基因中选取上调表达倍数高的RcCDPK29基因构建CRISPR/Cas9编辑载体,通过根癌农杆菌介导RcCDPK29转化蓖麻,获得CRISPR/Cas9-RcCDPK29蓖麻9株。对CRISPR/Cas9编辑RcCDPK29基因植株进行生理指标测定,结果表明,SOD、CAT活性极显著低于野生型、MDA含量极显著高于野生型。