南京林业大学学报(自然科学版)

作者：王质璞,李卓蓉,罗志斌,邓澍荣

单位：林木遗传育种全国重点实验室,国家林业和草原局森林培育重点实验室,中国林业科学研究院林业研究所,北京 100091

关键词：银腺杨,Apyrase酶,耐旱性,基因功能,APY基因

基金：国家自然科学基金青年科学基金项目(31901287)

【目的】Apyrase是水解细胞内/外核苷磷酸的关键酶,在调控植物生长发育和逆境响应中起重要作用。本研究鉴定银腺杨(Populus alba × P. glandulosa)中PagAPY1的分子功能,揭示其促进耐旱性的作用机制。【方法】利用生物信息学方法鉴定银腺杨PagAPY1基因,构建PagAPY1-YFP融合蛋白,观察PagAPY1的亚细胞定位,利用农杆菌介导的转基因技术获得过表达PagAPY1转基因银腺杨,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测野生型和转基因杨树中PagAPY1及其他抗逆基因表达,分析干旱胁迫下野生型和转基因杨树生长表型、根系发育和叶片保水性能等生理指标。【结果】PagAPY1具有Apyrase保守结构域,定位于高尔基体中,参与水解NTP/NDP。PagAPY1表达受干旱胁迫诱导。在干旱胁迫下,PagAPY1过表达杨树的存活率、根系生物量和不定根生长等相比野生型显著提高;同时,过表达杨树的气孔开度相比野生型降低。与野生型相比,过表达株系对ABA诱导的气孔关闭更为敏感。此外,过表达株系中活性氧信号和抗氧化酶相关基因在干旱胁迫下显著上调表达。【结论】干旱胁迫下,PagAPY1通过维持蛋白糖基化和胞外ATP(eATP)稳态平衡,促进生长素极性运输,提高根系生长,促进气孔闭合,减少叶片水分散失,同时激活活性氧信号,增加抗氧化酶系统活性,从而提高了杨树抗旱性。

来源：2023年第6期

《南京林业大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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