茶树FtsH基因家族鉴定及CsFtsH31功能分析

【目的】FtsH基因在植物的抗逆境胁迫中具有重要的作用,揭示茶树FtsH基因在茶树中的功能和表达模式可为茶树耐光氧化和抗高温胁迫改良育种提供理论依据。【方法】通过茶树基因组数据鉴定FtsH基因,对其进行生物信息学分析,筛选出1个对高温敏感的CsFtsH31基因。在烟草中超量表达CsFtsH31基因,通过光氧化和高温处理分析CsFtsH31基因的表达模式。【结果】在茶树基因组中共鉴定到了45个FtsH基因,按照进化关系可将其分成5类,拟南芥和茶树FtsH基因同源性很高。该家族成员分布在茶树不同的染色体上。茶树中CsFtsH基因在不同组织和不同胁迫条件下存在差异表达,在高温处理后茶树中CsFtsH14、CsFtsH31、CsFtsH34基因随着时间变化呈上升趋势,CsFtsH31对高温尤其敏感;遗传转化CsFtsH31基因获得转CsFtsH31基因烟草,对转CsFtsH31基因烟草进行光氧化和高温胁迫处理,结果发现转基因烟草的叶绿素、可溶性糖含量及超氧化物歧化酶活性均高于野生型,而丙二醛含量低于野生型。【结论】CsFtsH31基因在烟草中表达,提高叶绿素、可溶性糖含量及超氧化物歧化酶活性,降低丙二醛,清除胁迫产生的活性氧,保护膜结构功能,提高烟草的抗光氧化和抗高温胁迫能力。