甜菜非特异性脂转移蛋白基因BvnsLTP克隆及其抗旱功能分析

作     者：史荣华 

作者单位：内蒙古农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李国龙

授予年度：2023年

学科分类：0710[理学-生物学] 07[理学] 09[农学] 071007[理学-遗传学] 0901[农学-作物学] 090102[农学-作物遗传育种] 

主      题：甜菜 非特异性脂转移蛋白 基因克隆 拟南芥遗传转化 抗旱 功能鉴定 

摘      要：甜菜(Beta vulgaris L.)是我国重要的糖料作物之一,主要种植于我国华北、西北等地区。目前,受全球气候变暖和部分甜菜主产区地下水资源匮乏、降水量少且降水季节分布不平衡以及农业灌溉限水政策等因素的影响,干旱已成为制约甜菜单产提高及其制糖产业高质量发展的主要影响因素。非特异性脂转移蛋白(Non-specific Lipid Transfer Protein,ns LTPs)可参与细胞内多种代谢途径,促进生物膜发生及角质层形成,在植物抵抗非生物胁迫方面发挥着不可替代的作用,而甜菜中该蛋白参与胁迫耐受性及其机理鲜见报道。本研究为明确甜菜非特异性脂转移蛋白在抗旱过程中的响应及其功能,从抗旱甜菜品种‘HI0466’中克隆获得BvnsLTP,对其进行了生物信息学分析、亚细胞定位及表达模式分析,构建过表达载体和RNAi载体遗传转化拟南芥,鉴定了该基因的抗旱功能。取得如下研究结果:1.序列分析表明BvnsLTP全长为653 bp,编码区序列全长为351bp,编码116个氨基酸,蛋白分子量约12k Da,理论等电点5.24;结构预测该基因编码蛋白属疏水蛋白,包含α-螺旋及无规则卷曲;系统进化分析表明BvnsLTP与藜科植物的LTP亲缘关系最近,在进化过程中具有一定的保守性,且该基因编码的蛋白主要定位于细胞膜。***对干旱胁迫敏感且表达存在组织差异性,干旱胁迫下BvnsLTP在甜菜叶片中表达量最高。3.通过遗传转化拟南芥,鉴定发现BvnsLTP能够通过提高植株内保护酶(SOD、POD、CAT)含量、降低膜脂过氧化程度、减小质膜及光合膜结构损伤、延缓叶绿素降解、增加叶片表面蜡质含量、提升细胞保水能力等提高抗旱能力。