不同抗旱性花生品种的根对干旱响应的转录组分析研究

【作者】 张志； 黄莹琳； 李玲；

【机构】 华南师范大学生命科学学院广东省植物发育生物工程重点实验室；

【摘要】 花生(Arachishypogaea)是豆科落花生属一年生双子叶草本植物,是我国重要的油料和经济作物之一,在农业发展过程中,占据着举足轻重的地位。根作为植物吸收水分及矿质元素的重要器官,直接感受土壤干旱,生长旺盛的根系是作物抗旱的重要特征。作物不同品种的根系在响应干旱胁迫过程中表型和生理都存在差异。花生根系响应干旱的研究主要以根系形态,分布和生理特征为主,其分子机理并不清楚。实验室前期研究表明,相较于敏旱品种汕优-523,抗旱性强品种粤油-7的根系在干旱胁迫下具有较高的含水量和POD酶活力。通过对粤油-7和汕优-523的根系响应干旱初期进行转录组分析,并以二倍体花生全基因组数据库作为参考基因组的转录谱。结果表明,在干旱胁迫下,粤油-7和汕优-523两个品种的大部分基因的变化趋势一致,但是变化程度不一样,其中,汕优-523的变化倍数更大,。粤油-7和汕优-523在干旱胁迫的2h和10h共同诱导33个基因,且在两个品种中差异较大,相较于粤油-7,在汕优-523中变化倍数更大,其中多个为分子伴侣蛋白。选取其中6个热激蛋白(Aradu.65PX4、Aradu.WH8HR、Aradu.RER3E、Aradu.NE0BE、Araip.A5C77、Aradu.852VD)进行Q-PCR验证,发现Aradu.RER3E和Aradu.NE0BE在干旱10h时表达量显著增加。从粤油-7花生中克隆两基因,分别命名为AhHSP71.8(MN207470)和AhHSP62(MN207469)。花生组织表达分析表明,相较于叶片,其在根中表达量更高,瞬时转化拟南芥原生质体表明定位于细胞质。通过NBT染色表明,35s::Ah HSP62-eGFP和35s::AhHSP71.8-eGFP降低了花生毛状根在干旱胁迫下的过氧化造成的伤害。与野生型拟南芥col相比,超表达Ah HSP62-OX提高了拟南芥对ABA的敏感性,且叶片失水率较低。综上,热激蛋白AhHSP62可能在提高花生抗旱性发挥重要作用,目前正在探讨其分子机制。更多还原