盐芥是拟南芥近缘种,具很强的耐盐性,在300mM NaCl土壤中可完成生活史,能耐受500mM NaCl高盐,是理想的盐生模式植物和优异的基因资源植物。本实验室有多年工作基础,特别是成功地利用蛋白质组学、质谱分析技术检测出100多个差异蛋白,对上调和下调的基因类群的抗盐机理进行了分析。抗氧化途径是耐盐的重要一环,特别是其中起重要作用的细胞质定位的APX基因(cAPX)是应答环境胁迫的重要抗逆基因,但目前在抗盐方面研究较少。本研究旨在通过盐芥高盐胁迫响应的cAPX基因的克隆,超表达和抑制表达转化载体构建和植物转化验证该基因的抗盐功能,并通过拟南芥和盐芥cAPX抗盐响应的表达模式和功能的比较分析来评价盐芥cAPX1和cAPX6的抗盐性和应用潜力,同时对盐芥cAPX启动子进行分析,阐述cAPX响应盐胁迫应答的分子调控机制,为进一步研究作物抗逆分子机理提供理论依据,为抗盐作物育种提供新的基因资源。
Thellungiella salsuginea;cAPX;evaluation of salt-resistant g;salt-resistant gene resource;gene expression and regulation
盐芥是一种真盐生植物,由于其基因组小、生活周期短、种子产量多等优势正成为一种新型的、有前景的模式植物。盐芥与拟南芥的基因组序列相似性非常高(cDNA序列相似性为92%),但其表现出更强的非生物胁迫耐受性,能耐高盐、干旱、冷冻等。为了阐释盐芥的非生物胁迫耐受机理,我们克隆了盐芥的Apx1和Apx6基因,并将其转入野生型拟南芥中。 通过转基因拟南芥植株的耐盐性实验表明,过表达TsApx1或TsApx6可有效清除植物细胞内的活性氧,使植物免受活性氧伤害,提高拟南芥的耐盐性。启动子特征分析显示,TsApx1和TsApx6启动子均具有与防御胁迫响应相关的元件,有潜在应用价值。此外,盐芥表达模式分析表明,在正常生长条件下TsApx1即处于高表达状态,高盐胁迫可进一步诱导其表达。这些成果为深入探索盐芥的植物耐盐、抗逆分子机理打下了良好的基础,具有重要的科学价值和参考意义。 项目共发表学术论文9篇,其中SCI论文3篇,申报专利4项(已获得授权3项)。培养博士生3名,硕士生4名。