向日葵HaACO1基因的表达分析及功能验证

为加强对向日葵ACC氧化酶基因的利用,以前期从盐诱导的向日葵中克隆的ACC氧化酶基因HaACO1(GenBank accession number.KP966508)为对象,进行了该基因在不同胁迫条件下的表达分析及在烟草中的超表达研究。结果表明,该基因受病原菌、机械损伤、低温、NaCl和水杨酸胁迫诱导表达,且在不同的胁迫下表现出不同的表达模式;HaACO1在向日葵根、下胚轴和叶中均有表达,但在叶中的表达量最高,在根中的表达量最低。利用瞬时表达载体进行亚细胞定位分析,发现HaACO1-GFP在洋葱表皮细胞的细胞质中有表达。构建HaACO1植物表达载体进行过表达分析,表明在含有NaCl的分化培养基上,转基因烟草叶色失绿程度较野生型的轻,分化能力较野生型的高;低温、干旱和NaCl胁迫下,转基因烟草的HaACO1相对表达量高于野生型;NaCl胁迫下,转基因烟草的可溶性蛋白(soluble protein)、脯氨酸(proline,PRO)和叶绿素(chlorophyll)含量及过氧化物酶(peroxidase,POD)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性提高;脯氨酸合成关键酶基因P5CS及抗氧化相关基因POD、MnSOD和GuZnSOD表达上调。HaACO1过表达提高了烟草的耐盐性,这将为进一步理解向日葵耐盐分子机制以及利用该基因进行作物抗逆性状改良奠定基础。