转GsPPCK1基因苜蓿植株的获得及其耐碱性分析

磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶激酶(phosphoenolpyruvate carboxylase kinase,PPCK)是一种钙不依赖的丝氨酸/苏氨酸(Ser/Thr)类蛋白激酶,参与碳氮代谢等多个生物学过程,然而其在碱胁迫反应中的作用尚未见报道。本研究在前期野生大豆碱胁迫基因表达谱数据基础上,采用同源克隆的方法分离野生大豆(Glycine soja)PPCK1基因,该基因编码的氨基酸序列与大豆(Glycine max)PPCK1蛋白(AAQ83695.1)具有99%的相似性,被命名为GsPPCK1。在50mmolL–1NaHCO3胁迫处理3h内,根和叶中GsPPCK1基因上调表达,属碱胁迫早期应答基因。通过农杆菌介导法对肇东苜蓿进行遗传转化,并对RT-PCR阳性的超表达转基因株系进行耐碱性分析,在100mmolL–1NaHCO3处理15d后转基因株系生长状态良好,而非转基因对照株系明显萎蔫、失绿、甚至死亡;转基因株系的丙二醛含量和相对质膜透性显著低于非转基因株系(P<0.05),而叶绿素含量和根系活力显著高于非转基因对照(P<0.05),说明超量表达GsPPCK1基因增强了苜蓿的耐碱能力。以上结果表明,GsPPCK1参于植物耐碱胁迫反应过程,在碱胁迫基因工程研究领域具有良好的理论和实际应用意义。