NO3-脅迫下菠菜血紅蛋白(SoHb)的功能及作用機理研究

《NO3-脅迫下菠菜血紅蛋白(SoHb)的功能及作用機理研究》是依託昆明理工大學，由徐慧妮擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：NO3-脅迫下菠菜血紅蛋白(SoHb)的功能及作用機理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：徐慧妮
• 依託單位：昆明理工大學

項目摘要

NO3-積累造成的次生鹽漬化是設施蔬菜生產的主要障礙因子，根據前期 NO3-脅迫下菠菜抑制消減雜交文庫的結果推測菠菜血紅蛋白(SoHb)在NO3-脅迫應答中可能發揮重要作用，其作用機理可能與菠菜體內NO代謝的水平有關。在此基礎上，本項目以菠菜為材料，研究NO3-脅迫下抗性不同的菠菜中SoHb的表達與NO含量、硝酸還原酶(NR)的關係，並通過外源施加NO供體、NO清除劑、NR抑制劑探討SoHb在NO3-脅迫下可能的功能及作用機理；明確SoHb蛋白在體外和體內與NO能否直接作用；利用SoHb過表達和RNAi抑制表達的轉基因擬南芥植株進一步驗證SoHb的功能及作用機理，尋找可能的下游調控基因，闡明SoHb調控菠菜適應NO3-脅迫的機理，為改良根際環境，減輕土壤次生鹽漬化危害奠定理論基礎，同時為蔬菜抗逆遺傳改良提供理論依據。

結題摘要

本項目以菠菜抗性品種（‘超級菠菜’）和鹽敏感品種（‘大葉菠菜’）為材料，通過外源施加NO供體、NO清除劑、硝酸還原酶（NR）活性抑制劑，研究了硝酸鹽脅迫下SoHb的表達特性與NO含量、NR的關係，並利用SoHb過表達轉基因擬南芥驗證了SoHb的作用機理。主要結果如下：（1）抗性不同的菠菜品種中，SoHb對硝酸鹽脅迫的應答不同，並且與NO代謝有關。（2）構建SoHb過表達載體pK2GW7-35S-SoHb，並轉化擬南芥，獲得了SoHb的過表達植株。與WT相比，過表達轉基因株系根中NO含量降低，植株開花提前。硝酸鹽脅迫後發現，過表達擬南芥植株長勢差，其Fv/Fm，SOD，CAT和APX活性低於WT, MDA含量高於WT。P5CS1、CAT1、MnSODmi、RD29A、RD29B、RD22、COR47等脅迫應答基因的表達均發生變化，表明過表達SoHb降低了植株的硝酸鹽脅迫抗性。（3）構建原核表達載體PET32a-SoHb，經Ni2+ NTA親和柱純化，獲得純化的融合蛋白。與空載體相比，重組菌對硝化脅迫的抗性增加。以純化的融合蛋白為抗原免疫昆明小鼠，製備了多克隆抗體。（4）過量的SNP抑制了WT和SoHb過表達植株的生長，但與WT相比，轉基因植株的鮮重和根長高於WT，表明SoHb過量表達提高了植株的硝化脅迫抗性。本課題的實驗結果表明SoHb可能通過清除NO來參與硝酸鹽脅迫。