互花米草SaHO1基因的克隆与功能鉴定

植物血红素加氧酶(heme oxygenase,HO)能够催化氧化血红素,生成胆绿素、一氧化碳和游离铁,是响应相关胁迫的重要蛋白。本研究以禾本科盐生植物互花米草(Spartina alterniflora)为材料,采用RT-PCR技术克隆得到一个HO1基因,命名为SaHO1,其开放阅读框为657 bp,编码218个氨基酸。通过氨基酸序列同源比对和进化分析,发现具有很高的HO1蛋白保守性,与禾本科玉米(Zea mays)有最近的同源进化关系。借助烟草瞬时表达发现,SaHO1蛋白定位在细胞质和细胞核内。荧光定量分析表明,互花米草在脱落酸、盐和干旱处理下,其根、叶组织中SaHO1表达量均有不同程度的上调。为进一步鉴定其功能,构建植物表达载体并转化拟南芥(Arabidopsis thaliana),获得过表达SaHO1植株,进行高盐处理和基因定量分析。结果表明,过量表达SaHO1可通过上调渗透胁迫相关基因的表达量,增强拟南芥对盐胁迫的耐受性。本研究揭示了SaHO1蛋白参与非生物胁迫应答的调控机制,为后续该基因农作物耐盐改良提供了一定的理论依据。