PaZFP36过表达提高狼尾草的光合效率及生物量积累OA

C2H2型锌指蛋白在植物生长发育和逆境响应中发挥重要调控作用。本研究基于前期冷胁迫转录组数据,从‘丽秋’狼尾草(Pennisetum alopecuroides cv.‘Liqiu’)中克隆获得C2H2型锌指蛋白编码基因PaZFP36,对其进行生物信息学分析,并构建PaZFP36过表达载体,获得转基因拟南芥(Arabidopsis thaliana)和‘丽秋’狼尾草,通过盆栽试验对转基因株系的光合特性及成熟期农艺性状进行观察和系统分析。结果表明,PaZFP36蛋白分子量为24.65 kD,等电点为8.49,含有2个典型的C2H2锌指结构域。在拟南芥和‘丽秋’狼尾草中过表达PaZFP36均显著提高了净光合速率(P_(n))、最大光化学效率(F_(v)/F_(m))和光合性能指数(PI_(abs)),而胞间CO_(2)浓度(C_(i))显著降低,表明PaZFP36通过提升叶肉细胞CO_(2)固定能力、优化PSII反应中心性能和电子传递链效率,协同增强光合效率。与野生型相比,拟南芥及‘丽秋’狼尾草过表达PaZFP36株系的株高、鲜重、干重、主根长均显著增加;转基因拟南芥的荚果长、主茎荚果数及转基因‘丽秋’狼尾草的分蘖数也显著提高。相关性分析显示,净光合速率与干重呈显著正相关。因此,过表达PaZFP36可以提高‘丽秋’狼尾草光合效率,并促进生物量积累和产量形成,为培育抗逆和高产的狼尾草新品种提供了种质资源及理论依据。