花花柴热形态发生基因KcPIF4克隆及耐热性分析

【目的】荒漠植物花花柴具有极强的耐高温性,克隆并研究其耐高温基因,将其用到棉花等经济作物上以期提高其耐热性,为作物耐高温性分子育种提供理论基础和基因资源。【方法】克隆花花柴KcPIF4基因并进行生物信息学分析;烟草瞬时表达分析其蛋白亚细胞定位;用qRT-PCR分析45℃处理5,30,120,240min时KcPIF4在花花柴幼苗根、茎和叶中的表达量;观察45℃处理下过表达KcPIF4拟南芥表型变化并测定相关生理生化指标。【结果】花花柴KcPIF4CDS全长为1593bp,编码530个氨基酸,含1个bHLH保守结构域,基序与多种植物的同源蛋白间存在差异;其蛋白定位在叶片气孔保卫细胞膜上;KcPIF4在花花柴叶中表达量随处理时间延长先上调再下调随后又上调,240min时达最高,为对照组的4.4倍;过表达KcPIF4拟南芥叶片45℃下黄化萎蔫程度低于野生型,其CAT、SOD、POD、叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素显著高于野生型,MDA含量和相对电导率显著低于野生型。【结论】花花柴KcPIF4对高温胁迫表现出耐受—响应—适应的变化,能增强拟南芥对高温的耐受能力,表明该蛋白具有耐高温性。