油莎豆生长素受体TIR1基因家族鉴定及响应盐胁迫和外源IBA的表达分析

特色油料作物油莎豆(Cyperus esculentus L.)地下块茎可积累大量油脂,且具有适应性广和抗逆性强等特点,是研究植物抗逆性和地下营养器官富集油脂的优异材料。运输抑制剂响应蛋白1(transport inhibitor response protein 1,TIR1)作为生长素受体可调控植物生长发育和响应非生物胁迫。然而,油莎豆CeTIR1的相关研究鲜有报道。本研究基于油莎豆转录组数据筛选鉴定出4个油莎豆TIR1基因(CeTIR1-1、CeTIR1-2、CeTIR1-3和CeTIR1-4),并采用RT-PCR技术克隆到4个CeTIR1成员的ORFs。生物信息学分析表明,4个CeTIR1蛋白含有典型的F-box蛋白结构域、AMN1超结构域和Transp_inhibit结构域。CeTIR1s序列长度、编码蛋白相对分子量和等电点等理化性质差异较小。4个CeTIR1分别与禾本目莎草科、木犀科及十字花科的植物来源的TIR1s在进化上亲缘关系较近。基因表达分析显示,油莎豆CeTIR1基因在不同组织表达水平差异显著,均在块茎组织中高表达,在根和叶组织中表达量较低。盐胁迫处理下油莎豆幼苗抗氧化酶活性和MDA含量升高,添加外源IBA处理后,盐胁迫油莎豆幼苗的抗氧化酶活性进一步升高且MDA含量降低。这预示着IBA可以缓解盐胁迫对油莎豆幼苗生长的不利影响。qRT-PCR结果显示,4个CeTIR1基因在盐胁迫处理幼苗中表达量增加,外源添加IBA亦可显著上调CeTIR1-2基因的表达。综合分析显示CeTIR1-2可能是参与调控油莎豆幼苗响应盐胁迫的一个重要基因。研究结果可为挖掘生长素调控油莎豆生长发育和抗逆性相关功能基因以及油莎豆逆境栽培研究提供科学依据和重要参考。

生长素受体及作用机制解读

人教版旧教材介绍生长素作用时未提及生长素受体,而新教材中明确提出生长素作用需要受体。通过重点阐述生长素结合蛋白1(ABP1)和运输抑制剂响应蛋白1(TIR1)两种生长素受体及其作用机制,为教学提供参考。