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AtJAR1基因在拟南芥耐盐性中的功能分析

2022-06-07分类号:Q943.2

【作者】李丹丹  林蓉  李新国  郑月萍  
【部门】浙江农林大学现代农学院  浙江农林大学林业与生物技术学院  山东省农业科学院农作物种质资源研究所  
【摘要】【目的】茉莉酰氨基酸结合物合成酶(jasmonoyl amino acid conjugate synthase,JAR1)可以催化茉莉酸(jasmonic acid,JA)形成茉莉酸的活性形式茉莉酸异亮氨基酸复合体(jasmonic acid-isoleucine,JA-Ile),从而激活JA信号途径。JA信号途径在介导植物盐胁迫的响应中发挥重要作用,因此,探究AtJAR1在植物耐盐性中的功能对于研究JA信号途径影响植物耐盐性的机制具有重要作用。【方法】运用CRISPR/Cas9基因编辑技术,创建了2个不同的拟南芥Arabidopsis thaliana AtJAR1基因突变体,并对这2个突变体进行地上部生物量的统计分析和JA信号标记基因的表达分析,以确定AtJAR1基因功能缺失。之后,观察分析不同浓度氯化钠和脱落酸(ABA)处理对jar1突变体的种子萌发和幼苗建成的影响,明确AtJAR1基因对拟南芥耐盐性的影响。最后,通过比较分析盐处理前后野生型和突变体的钾离子(K~+)和钠离子(Na~+)质量摩尔浓度,以及高亲和力K~+转运蛋白基因AtHAK5的表达变化情况,初步探究AtJAR1基因在拟南芥耐盐性中的功能。【结果】JA信号标记基因AtVSP1和AtVSP2的表达量大幅下调,表明AtJAR1基因功能丧失。与点突变产生的jar1#1突变体不同的是,这2个突变体表现为前3周生长加快,之后逐渐减缓并出现叶片萎蔫的表型。同时,AtJAR1突变可以缓解盐胁迫和ABA对种子萌发和根系生长产生的抑制作用。此外,盐胁迫下AtJAR1突变可以促进AtHAK5的表达和根系对K~+的吸收转运。【结论】JA信号途径可能通过与ABA交互作用影响AtHAK5的表达量,以调节植物根系对K~+的吸收转运,进而改变细胞内K~+/Na~+平衡,最终影响植物耐盐性。图8表2参52
【关键词】拟南芥  CRISPR/Cas9  茉莉酰氨基酸结合物合成酶  耐盐性  K~+/Na~+平衡
【基金】国家重点研发计划项目(2018YFD1000906-3);; 浙江省自然科学基金青年基金项目(Q21C020003)
【所属期刊栏目】浙江农林大学学报
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