黑果枸杞LrCYP78A5基因在干旱与盐胁迫响应中的功能研究OA

【目的】明确黑果枸杞细胞色素P450基因LrCYP78A5在非生物胁迫响应中的功能,为作物抗逆育种提供基因资源。【方法】构建LrCYP78A5过表达载体,获得转基因酵母和黑果枸杞过表达植株;通过点板实验和液体培养分析酵母在0.5 mol/L甘露醇和0.8 mol/L NaCl胁迫下的生长状况;测定植株在10%PEG-6000干旱胁迫和300 mmol/L NaCl盐胁迫下的相对含水量、叶绿素含量、丙二醛含量及超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性;利用离体叶片实验分析胁迫下表型与活性氧积累;利用RNA-seq鉴定差异表达基因,并进行GO和KEGG富集分析。【结果】过表达LrCYP78A5显著提高酵母胁迫耐受性,在0.5 mol/L甘露醇和0.8 mol/L NaCl胁迫下菌落形成能力和菌液浓度均优于对照。转基因植株在胁迫条件下相对含水量下降幅度较野生型减少约40%,叶绿素含量保持更稳定,丙二醛含量降低约30%,超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性提高15%-20%。离体叶片实验进一步表明,过表达株系在胁迫下呈现显著紫化并积累更少的活性氧。转录组分析共鉴定595个差异表达基因,显著富集于离子转运、活性氧清除和植物信号转导通路,包括ATP结合盒转运蛋白G家族成员、谷胱甘肽还原酶、谷胱甘肽S-转移酶、丙二烯氧化物合成酶AOS3-like和玉米素-O-葡萄糖基转移酶等关键基因。【结论】LrCYP78A5通过调控水分保持、光合稳定性、抗氧化防御和膜脂重塑等多层次生理过程,增强黑果枸杞对干旱和盐胁迫的耐受性。