桑树渗调蛋白基因的克隆及表达和功能分析

逆境胁迫是影响桑树生长发育的重要因素,渗调蛋白(osmotin,OSM)在植物响应逆境胁迫过程中具有重要的调节作用,鉴定桑树渗调蛋白基因,研究其功能和作用机制可以为桑树抗性育种提供基因资源,对促进桑树功能基因组研究具有重要意义.以生长45d的丰驰桑幼苗为材料,克隆了桑树渗调蛋白基因MaOsm,并采用qRT-PCR方法分析该基因的组织表达模式和在非生物胁迫(干旱、盐、脱落酸和冷胁迫)下的诱导表达模式.结果 显示,MaOsm基因在根、花、叶、芽中均有表达,其中在根和花中的表达水平较高;干旱、盐、脱落酸和冷胁迫均可诱导其表达,且在干旱胁迫下MaOsm基因表达显著上调.将MaOsm基因转入拟南芥中超表达发现,干旱胁迫后转基因植株的生长状态显著优于野生型;与野生型相比,转基因拟南芥植株叶片中脯氨酸含量显著升高,丙二醛含量降低,叶绿素含量降低幅度较小.研究结果表明,桑树渗调蛋白可能通过上调渗透调节物质的含量降低干旱胁迫对细胞膜的伤害,从而提高了桑树对干旱胁迫的耐受性,在桑树应答干旱胁迫中起重要作用.