《植物生理学报》 2020, 56(1): 32-40

互花米草SaHO1基因的克隆与功能鉴定

金松松², 王涛涛², 李琴珍¹, 杨勇², 林泽忠², 魏唯¹, 娄帅通¹, 周梦岩², 马留银^1,3,*

¹福建农林大学生命科学学院, 福州350002; ²福建农林大学林学院, 福州350002; ³福建省植物功能生物学与绿色农业重点实验室, 福州350002

通信作者：马留银；E-mail: lma223@fafu.edu.cn

摘　要：

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。

关键词：互花米草; 血红素加氧酶; SaHO1基因; 盐胁迫

收稿：2019-07-09   修定：2019-10-30

资助：国家自然科学基金(31500258和31741025)和福建省自然科学基金(2015J01078)。