amiRNA技术沉默C-3氧化酶编码基因StCPD对马铃薯抗旱性的影响

CPD(constitutive photomorphogenesis and dwarf)基因编码C-3氧化酶,为油菜素内酯(brassinosteroid,BR)生物合成途径中的限速酶,在植物响应逆境胁迫过程中具重要调控作用。本研究利用人工micro RNA(artificial micro RNA,ami RNA)技术,构建马铃薯CPD基因(StCPD)的干扰表达载体p CPB121-ami Rcpd,通过根癌农杆菌介导法将其转入马铃薯栽培品种"紫花白",获得转基因植株(Ci1~Ci5),其中Ci1和Ci3的StCPD基因干扰程度分别为78%和90%。基因组织表达特异性分析表明,StCPD在马铃薯试管苗叶片中表达量最高,是茎和根中表达量的3.05倍和1.65倍。转基因植株株高、茎粗、根长、鲜重及薯的大小和鲜重等指标均较非转基因(NT)植株显著下降,表明StCPD基因干扰表达后,植株的长势明显受到抑制。模拟干旱胁迫处理下,转基因植株叶片中丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量显著高于NT植株,而脯氨酸含量显著低于NT植株。转基因和NT马铃薯中,StCPD基因的表达量、MDA和脯氨酸含量均显著高于对照;且随着胁迫处理时间延长,基因表达量呈持续增强趋势,MDA和脯氨酸含量随之增加。结果表明,StCPD基因干扰表达能明显降低马铃薯对干旱胁迫的抵抗能力,为进一步研究BR对马铃薯生长发育和对干旱胁迫的响应奠定了基础。