棉花盐胁迫应答基因GhEXO70B1功能分析

【目的】为了提高棉花的耐盐性,使棉花能够适应盐碱地的生长环境,挖掘耐盐基因迫在眉睫。【方法】利用生物信息学分析了Gh EXO70B1基因的功能和结构特征;利用定量反转录-聚合酶链式反应(Quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction,qRT-PCR)分析该基因在不同部位的表达量和盐胁迫下根、茎、叶的表达情况;利用病毒诱导基因沉默技术(Virus-induced gene silencing,VIGS)对该基因进行沉默并进行功能验证,并通过台盼蓝染色观察和生化指标测定综合分析了受胁迫的程度及其可能的生理机制。【结果】本研究从陆地棉中分离了1个新的介导自噬的基因Gh EXO70B1,生物信息学分析表明该基因编码产物含有1个保守的EXO70结构域,不具有跨膜结构,为非分泌蛋白,进化中功能高度保守。qRT-PCR表明该基因在各个组织部位中均有表达,其中根和茎中表达量较高,盐胁迫处理诱导其上调表达。利用VIGS成功沉默GhEXO70B1的表达,基因沉默后的棉株相较于对照更加不耐盐,出现叶片发黄、萎蔫和干枯的现象,脯氨酸含量显著降低,丙二醛含量升高,台盼蓝染色叶片着色范围较大,表明Gh EXO70B1基因沉默后应对盐胁迫的能力降低,细胞死亡的数量显著增加。【结论】陆地棉Gh EXO70B1基因与自噬相关,暗示该基因通过介导细胞自噬应对逆境胁迫。