甘薯几丁质酶基因IbChi的克隆及其耐盐性分析

几丁质酶基因在植物发育、抗病、抗冻、耐盐等方面都发挥着重要的作用.为了探究几丁质酶在甘薯抵御盐胁迫中的作用,本研究根据前期获得的差异表达EST序列,利用RACE方法从'鲁薯3号'中克隆得到甘薯几丁质酶基因IbChi.该基因cDNA全长1 226 bp,ORF为804 bp,编码267个氨基酸.该基因编码的蛋白质含有1条信号肽序列,并在5～27 aa位点推测有跨膜结构.生物信息学分析显示,IbChi蛋白是第Ⅰ类几丁质酶,属于糖基水解酶第19家族.氨基酸序列比对结果表明,IbChi与甘薯近缘野生种Ipomoeatriloba(2x)同源蛋白ItlChi序列一致性为98.50％,同源性较高;进化树结果进一步显示IbChi与ItlChi亲缘关系最近.利用根癌农杆菌介导法将IbChi基因导入甘薯品种栗子香,IbChi 基因的过表达显著提高了转基因甘薯植株的耐盐性.在86 mmol/LNaCl的胁迫下,转基因植株的SOD活性、脯氨酸含量和叶绿素含量显著增加,丙二醛(MDA)含量显著降低.这些结果首次揭示了 IbChi在植物耐盐性中的作用.本研究为后续甘薯IbChi耐盐分子机制研究奠定基础.