柠条锦鸡儿CkLEA6-1基因的克隆及功能分析

【作者】 任方媛； 杨杞； 滑璐玢； 王瑞刚； 李国婧；

【机构】 内蒙古农业大学生命科学学院；

【摘要】 在植物整个生命过程中,干旱、土壤盐碱化和冻害成为制约植物生长发育的重要逆境因子,造成农作物减产,导致生态环境日益恶化,因此植物在长期的进化过程中形成了不同的生理生化机制适应各种环境胁迫。胚胎发育晚期蛋白（Late embryogenesis abundant,LEA）便是植物在遭遇逆境时诱导合成的一系列功能蛋白,具有亲水性和热稳定性,有保护植物体、维持其生命代谢过程的功能。LEA蛋白最早是在棉花发育后期的子叶中被发现的,随后,其他物种中的LEA蛋白也相继被报道。最初研究认为LEA蛋白是普遍存在于高等植物种子中的一类蛋白,当种子成熟脱水时可以保护植物的组织细胞免受伤害。后来经过大量研究表明,LEA蛋白并不止在植物种子中大量表达,当植物受到干旱、低温、高盐以及植物激素脱落酸（ABA）等非生物胁迫时均能诱导LEA蛋白编码基因大量表达,因此大多LEA蛋白诱导表达无组织特异性。在细菌、真菌和一些无脊椎动物中也发现了LEA蛋白的存在,由此可见LEA蛋白并不是植物界所特有的。LEA蛋白作为一类重要的抗逆蛋白越来越受关注,相关研究也日益增多。本研究从柠条锦鸡儿（Caragana korshinskii Kom.）中克隆得到一个LEA蛋白基因CkLEA6-1。CkLEA6-1基因的开放阅读框长为255bp,编码85个氨基酸,且具有LEA₆保守结构域,因此命名该基因为CkLEA6-1。实时荧光定量PCR检测发现CkLEA6-1的表达主要受冷胁迫诱导。根长实验发现在冷胁迫处理下CkLEA6-1基因过表达拟南芥幼苗的根长明显比野生型长,且幼苗鲜重略高于野生型。相对电导率实验发现在低温胁迫下,CkLEA6-1基因过表达拟南芥质膜的相对电导率在常温、4口C时无明显差别,在-20℃时过表达株系较野生型略低,而且后续检测过表达株系的MDA含量后发现,4℃处理后过表达株系的MDA含量低于野生型。推测CkLEA6-1基因可能与柠条锦鸡儿响应逆境胁迫有关。更多还原