异源表达甜菜BvHSP18.2基因增强拟南芥对镉胁迫的耐受性研究

为进一步分析和验证甜菜BvHSP18.2基因(LOC104903994)受镉胁迫调控的功能,本研究用RTPCR技术克隆了甜菜BvHSP18.2基因,并通过植物表达载体构建以及拟南芥的遗传转化,测得异源表达目的基因的拟南芥植株在不同浓度镉胁迫下的表型及生理变化数据。研究结果表明,随着镉胁迫浓度的增加,异源表达BvHSP18.2基因的拟南芥无论在根长还是鲜重方面均具有优势:50μmol/L镉胁迫下平均根长相差最大,为1.1 cm,600μmol/L镉胁迫下平均鲜重相差最大,为0.015 g。同时,BvHSP18.2基因的过表达可有效提高拟南芥体内SOD和POD活性,300μmol/L镉胁迫下SOD活性最高,为657.7266953 U/g;600μmol/L镉胁迫下POD活性最高,为野生型拟南芥的1.91倍。BvHSP18.2基因的过表达增强了拟南芥在镉胁迫下的耐受性,推测该基因在植物对镉胁迫的适应机制中具有重要的作用。

甜菜热激蛋白基因BvHSP18.2的克隆和生物信息学分析

旨在通过基因克隆及生物信息学分析,预测甜菜小分子热激蛋白BvHSP18.2(LOC104903994)的功能。以甜菜‘780016B/12优’为试验材料克隆BvHSP18.2,获得BvHSP18.2基因全长;通过ProtParam tool、SWISS-MODEL、MEGA11等对BvHSP18.2的理化性质、蛋白结构、多序列比对等信息进行分析。RT-PCR扩增得到的BvHSP18.2基因全长为962 bp,编码158个氨基酸,分子式为C_(928)H_(1466)N_(266)O_(284)S_(6),属亲水性不稳定的小分子热激蛋白家族;该基因编码蛋白含13个磷酸化位点,α螺旋和无规则卷曲等主要构件。进化关系发现BvHSP18.2与藜麦、菠菜的sHSP同源性相似。同时,BvHSP18.2基因启动子区域具有参与防御和应激反应等顺式作用元件,推测其在甜菜生长发育和胁迫应答中发挥重要作用。本结果为进一步开展该基因的功能和遗传调控机制研究奠定了基础。