转桑树MAPK5基因拟南芥在不同逆境胁迫下的抗性分析

[目的]植物促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)在响应生物与非生物胁迫中发挥重要作用.本研究通过分析桑树(川桑)B家族MAPK基因MnMAPK5的亚细胞定位和启动子活性,并将其转入拟南芥中进行过表达研究,探讨MnMAPK5在逆境胁迫下的作用机制.[方法]将MnMAPK5的上游启动子连接到pBI121载体上,通过花粉介导法转入拟南芥中,经高温、低温、NaCl和PEG处理后进行GUS染色分析.通过构建过表达载体,将MnMAPK5转化到拟南芥中,用T3转基因植株进行抗逆境胁迫分析.[结果]MnMAPK5基因的编码蛋白定位于细胞质和细胞核中.在拟南芥中检测MnMAPK5启动子驱动的GUS活性的结果显示,MnMAPK5启动子活性受到了高温、低温、高盐和干旱胁迫的诱导.在高盐、干旱、低温和H2 O2处理条件下,过表达MnMAPK5抑制了转基因拟南芥的萌发和生长.在盐胁迫下,过表达MnMAPK5提高了转基因植株中的MDA含量和POD活性,降低了CAT活性、可溶性糖含量和H2 O2含量;在干旱胁迫下,过表达MnMAPK5提高了转基因拟南芥中的MDA和H2 O2含量,降低了CAT和POD活性;在低温下,转基因拟南芥相比野生型植株表现出更低的CAT活性、POD活性、脯氨酸含量和可溶性糖含量;在氧化环境胁迫下,转基因拟南芥的MDA含量显著高于野生型拟南芥,而脯氨酸含量和可溶性糖含量要低.此外,在各个胁迫环境条件下,AtPOD、AtCAT和AtRD22等胁迫相关基因的表达量在转基因植株低于野生型拟南芥.[结论]MnMAPK5启动子在转基因拟南芥中的活性受到了不同非生物胁迫的诱导.过量表达MnMAPK5降低了拟南芥对非生物胁迫的抵抗能力,表明MnMAPK5在逆境胁迫下起着负调控作用.