芝麻肌醇半乳糖苷合成酶基因SiGolS6的克隆及功能分析

[目的]SiGolS6是芝麻肌醇半乳糖苷合成酶家族成员,在植物抗旱过程中可能发挥重要作用.研究SiGolS6在植物干旱胁迫抗性中的功能,以期为芝麻抗旱遗传改良提供理论基础和基因资源.[方法]利用反转录PCR(reverse transcription PCR,RT-PCR)方法从芝麻中克隆获得肌醇半乳糖苷合成酶基因SiGolS6.使用InterProScan、ClustalX2和MEGA5.2等生物信息学软件对序列进行分析.通过对转SiGolS6拟南芥材料的表型分析和生理指标测定,研究SiGolS6在植物抗旱性中的功能及作用机理.[结果]克隆获得SiGolS6的全长CDS序列为921 bp,编码306个氨基酸,其蛋白质分子量为35.07 kD,等电点为4.75.序列分析显示SiGolS6蛋白含有糖基转移酶保守结构域(IPR002495),属于糖基转移酶超家族.与其他物种GolS蛋白构建的系统进化树中,SiGolS6与马铃薯中的同源基因相似度较高.利用潮霉素筛选和PCR鉴定,获得6个独立的转基因拟南芥株系;qRT-PCR分析筛选出表达量较高的3个转基因株系(OE-2、OE-3和OE-4)用于后续试验分析,检测发现这三个转基因株系的棉子糖含量显著高于野生型植株.干旱胁迫下,转基因株系萎蔫程度较野生型轻,干旱胁迫28 d和复水恢复生长5 d后,转基因株系的鲜重均显著高于野生型,而正常供水条件下无明显差异;干旱胁迫28 d后复水生长5 d,50％的转基因植株基本恢复,而野生型植株存活率不到10％.干旱胁迫21 d,转基因植株的相对电导率,活性氧积累和相对MDA含量均显著低于野生型,而相对SOD、POD活性则显著高于野生型.[结论]在拟南芥中超量表达芝麻SiGolS6,能够提高植物在干旱胁迫中的耐受性.