棉花基因GhWRKY6--like和GhMYB108--like在非生物逆境方面的功能解析.pdf

1、隨著全球氣候的改變，干旱和鹽脅迫成為當(dāng)前作物亟待解決的問題。轉(zhuǎn)錄因子作為植物信號(hào)傳遞的主要調(diào)節(jié)因子（如WRKY和MYB），在調(diào)節(jié)植物響應(yīng)生物和非生物逆境方面發(fā)揮著關(guān)鍵的作用，如干旱，鹽和滲透壓脅迫。在棉花和擬南芥中，GhWRKY6-like和GhMYB108-like基因參與抵御干旱和鹽脅迫。GhWRKY6-like包含5個(gè)外顯子和4個(gè)內(nèi)含子，1653堿基的開放閱讀框編碼550個(gè)氨基酸的蛋白，該蛋白的等電點(diǎn)(pI)和分子量(Mw)分別為

2、695和59.6kDa。然而，僅具有一個(gè)外顯子的GhMYB108-like基因的開放閱讀框包含807個(gè)堿基，編碼268個(gè)氨基酸組成的蛋白，該蛋白的等電點(diǎn)(pI)和分子量(Mw)分別為5.51和30.3kDa。
　　GhWRKY6-like和GhMYB108-like都為核定位蛋白。GhWRKY6-like顯著性受鹽脅迫，聚乙二醇(PEG)和ABA誘導(dǎo)表達(dá)，GhMYB108-like顯著性受PEG和鹽脅迫誘導(dǎo)表達(dá)。為了進(jìn)一步研究Gh

3、WRKY6-like和GhMYB108-like基因的功能，兩個(gè)基因分別構(gòu)建的超表達(dá)載體轉(zhuǎn)化受體擬南芥，同時(shí)GhMYB108-like的超表達(dá)載體也進(jìn)行了棉花(Gossypium hirsutum cv.Jin668)的轉(zhuǎn)化。除此之外，通過病毒誘導(dǎo)基因沉默技術(shù)(VIGS)分別對Gh WRKY6-like和GhMYB108-like進(jìn)行沉默。
　　我們的研究結(jié)果表明，與野生型材料(WT)比較，超表達(dá)GhWRKY6-like的轉(zhuǎn)基因材

4、料顯著性改善在鹽脅迫，甘露醇脅迫和ABA處理下種子萌發(fā)率和根長。此外，在土壤種植條件下，超表達(dá)株系較野生型材料明顯提高抗鹽性。超表達(dá)材料在鹽脅迫處理下積累較少的H2O2和丙二醛(MDA)含量，然而，超表達(dá)材料具有更高的脯氨酸含量和超氧化物歧化酶(SOD)及過氧化物酶(POD)活性。與之相反的是，通過VIGS沉默Gh WRKY6-like材料于野生型相比較表現(xiàn)出對鹽和干旱脅迫更高的敏感性。此外，一些逆境相關(guān)基因在GhWRKY6-like超

5、表達(dá)擬南芥中具有更高的表達(dá)量，這些基因參與ABA信號(hào)（AtABF4，AtABI5，AtMYC2）和滲透脅迫(AtSOS2,AtRD29a,AtRD29b)。
　　另一方面，在甘露醇和鹽脅迫處理下，超表達(dá)GhMYB108-like轉(zhuǎn)基因材料根系生長較野生型材料表現(xiàn)出更加明顯的抑制。此外，超表達(dá)該基因材料表現(xiàn)出對干旱和鹽脅迫更加敏感。超表達(dá)材料與野生型材料相比較在逆境處理下積累較多的H2O2和丙二醛(MDA)含量，較低的脯氨酸含量和超

6、氧化物歧化酶(SOD)及過氧化物酶(POD)活性。在鹽和干旱脅迫下，與野生型材料相比，一些鹽和干旱脅迫誘導(dǎo)表達(dá)的標(biāo)記基因（GhNHX1，GhRD26，GhSOS3，GhMYB5and GhWRKY34）的表達(dá)量在超表達(dá)GhMYB108-like轉(zhuǎn)基因材料中顯著被抑制。
　　我們的結(jié)果揭示了超表達(dá)GhWRKY6-like通過激活活性氧(ROS)清除能力和調(diào)控ABA信號(hào)傳導(dǎo)從而增強(qiáng)擬南芥對鹽脅迫的抗性。然而，超表達(dá)GhMYB108-l