PagMSBP1/2a在杨树响应非生物胁迫中的作用机制研究

[目的]类固醇膜结合蛋白(Membrane steroid-binding protein，MSBP)是一类定位在内质网膜上的支架蛋白，通过起始细胞响应和调节类固醇转运、代谢来影响植物生长发育的多个过程。探究MSBP基因对杨树生长发育的影响以及在干旱胁迫和应力木处理下的功能，尤其是对木材形成过程的影响，为杨树抗逆调节机制提供新的理论依据，为杨树木材品质改良提供基础。[方法]通过前期所获得的过表达 Pa gMSBP1/2a杨树，土培后进行生理生长指标测定并对其进行干旱胁迫和应拉木处理。震荡切片观察解剖结构，统计木质部宽度和导管直径;间苯三酚与Mäule染色分析木质素及木质素单体含量;Astra Blue染色观察应拉木区胶质层分布;扫描电镜观察叶表皮细胞大小、纤维细胞壁厚度和韧皮纤维胶质层厚度。[结果]与野生型相比，过表达株系的叶面积、地径、株高以及根系生物量均显著性减小;震荡切片观察表明，过表达株系的叶柄维管束显著发育迟缓、导管直径显著性减小、木质部宽度占比与形成层数量显著性增加;间苯三酚染色表明过表达株系的总木质素增加;Mäule染色表明过表达株系S型木质素更多;纤维离析结果显示过表达株系的木纤维长度减小;Calcofluor Whiter 染色显示过表达株系木质部含有更少的纤维素;扫描电镜结果显示过表达杨树木质部的纤维细胞壁明显变厚、韧皮纤维胶质层明显增厚、叶表皮细胞明显增大、孔纹导管的纹孔明显增大。干旱胁迫处理后，过表达株系具有更显著的耐旱性，过表达株系根系生物量与野生型相比较对照组减少程度更小，Mäule染色表明处理后过表达株系S型木质素更多。应拉木实验结果显示，Astra Blue染色后过表达株系TW区所形成的胶质层显著少于野生型。此外，初步筛选出了3个可能与PagMSBP1/2a互作的蛋白(C3'H、C4H、F5H)。后续我们将通过Y2H、BiFC等实验进一步探究PagMSBP1/2a的作用机制。[结论]PagMSBP1/2a是定位在内质网膜上的类固醇受体蛋白，参与调控杨树木材形成过程中木质素的生物合成过程，对杨树的非生物胁迫具有积极调控作用。