拟南芥中异源过表达CsLOX6和CsHPL2基因提高植株耐盐性和耐旱性

探究CsLOX6基因和CsHPL2基因对拟南芥(Arabidopsis thaliana)生长以及对干旱和盐胁迫抗性的影响,以野生型拟南芥(WT)、转基因型拟南芥(OE-CsLOX6、OE-CsHPL2)、突变体型拟南芥(TB-Atlox5)为材料,通过表型观察、转录组和代谢组学分析等方法评估4种拟南芥的耐旱性、耐盐性。结果表明,OE-CsLOX6的地上部鲜重和根长均显著高于其他基因型植株,地下部鲜重明显高于其他基因型植株;OE-CsHPL2的地上部鲜重、地下部鲜重和根长明显低于其他基因型植株。OE-CsLOX6、OE-CsHPL2和WT的代谢物含量存在较大差异,OE-CsLOX6和WT有64个差异代谢物,其中有6个上调,58个下调;OE-CsHPL2和WT有63个差异代谢物,其中有9个上调,54个下调。过表达CsLOX6基因和CsHPL2基因可以提高拟南芥对盐胁迫和干旱胁迫的抗性。在盐胁迫和干旱胁迫下,OE-CsLOX6、OE-CsHPL2的丙二醛含量要显著低于野生型植株,膜质过氧化程度低,SOD、POD和CAT活性要明显高于野生型,提高了植株的抗氧化能力,叶片长势明显优于野生型植株。

‘无籽’瓯柑CsLTP和CsLOX基因的克隆与表达分析

采用同源序列法,结合cDNA末端快速扩增(rapid amplification of cDNA ends,RACE)技术,克隆获得‘无籽’瓯柑Citrus suavissima‘Seedless’脂转移酶基因CsLTP和脂氧合酶基因CsLOX的全长cDNA序列;CsLTP cDNA全长667 bp,1个开放阅读框,编码215个氨基酸,与脐橙C.sinensis,粗柠檬C.jambhiri的脂转移蛋白的相似性分别为95%和60%;CsLOX cDNA全长2 915 bp,1个开放阅读框,编码895个氨基酸,与粗柠檬、美洲黑杨Populus deltoids的相似性分别为99%和51%。荧光定量聚合酶链式反应(PCR)表明:CsLTP和CsLOX的表达量均在‘无籽’瓯柑花粉粒形成期开始显著下降,并显著低于普通瓯柑Citrus suavissima。‘无籽’瓯柑花粉发育过程中油脂的转运及氧化的异常,可能成为‘无籽’瓯柑花粉败育的原因之一。