SlWRKY33参与外源Spd调控番茄抗盐碱性的功能解析

基本信息
批准号:31772359
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:胡晓辉
学科分类:
依托单位:西北农林科技大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:甄爱,李小靖,杨建宇,刘涛,屈锋,蒋静静
关键词:
番茄基因功能外源亚精胺转录因子盐碱胁迫
结项摘要

Soil salinization is one of the main factors limiting the stable and high tomato production in northwest district. Application of exogenous spermidine (Spd) can effectively improve the saline-alkali stress resistance of tomato, and WRKY transcription factors are closely related to the stress responses in plants. In the preliminary study, SlWRKY33 was strongly induced by saline-alkali stress, while exogenous Spd could decrease this trend. However the function and mechanism of SlWRKY33 in enhancing tomato salt-alkaline tolerance by Spd has not been fully elucidated. In this study, tomato cultivar ‘Jinpengchaoguan’ will be used as experimental material in this project. By means of transgenic and Real-tmie RCR technolgy, SlWRKY33 genes will be performed the sequence characteristics. We will characterize the molecular mechanisms of SlWRKY33 by loss-of-function and gain-of-function analysis, identifying its down-stream targets by ChIP-Seq and interacting partners by IP-MASS, BiFC, and Co-IP analysis, and examining the biological functions of its targets and interaction partners under saline-alkali stress plus Spd condition. The present study will clarify the response mechanisms of SlWRKY33 transcription factors in the Spd-mediated resistance of tomato to saline-alkali stress. All those will help to provide new gene for the breeding of saline-alkali stress resistant tomato cultivars, and explorea new way based on Spd in the anti-salinity-alkalinity and high-efficiency tomato cultivation.

土壤盐碱化是番茄高产优产的主要限制因素,外源Spd可有效提高番茄抗盐碱性,WRKY转录因子与植物胁迫应答密切相关。项目组前期研究发现SlWRKY33受盐碱胁迫强烈诱导,外源Spd可降低此趋势,但SlWRKY33在Spd增强番茄盐碱抗性中的功能及作用机理尚不清楚,因此,本项目以“金鹏朝冠”番茄为试材,基于转基因和Real-time PCR技术分析SlWRKY33序列特性,通过探究SlWRKY33基因沉默和超表达番茄植株对盐碱胁迫及Spd的响应,明确Spd诱导番茄抗盐碱性中SlWRKY33的功能;拟结合ChIP-Seq、RNA-Seq技术确定SlWRKY33的靶基因;通过亲和纯化-质谱、双分子荧光互补技术确定SlWRKY33的互作蛋白,并研究其互作机制。本研究有望阐明SlWRKY33参与外源Spd调控番茄盐碱胁迫抗性的功能及作用机制,为番茄耐盐碱育种提供新的基因来源和抗逆栽培提供途径。

项目摘要

本项目通过研究外源亚精胺(Spd)和精胺(Spm)调控Na+/K+及信号响应机理及SlWRKY33基因在番茄抗盐碱性的功能及其参与外源Spd增强番茄盐碱抗性的调控机制,主要研究结果如下:.(1)预喷施Spd和Spm能够显著提高盐碱胁迫番茄幼苗的抗氧化能力,H2O2和GSH参与预喷施Spd调节番茄幼苗盐碱耐性的调控,缓解植株氧化损伤,提高盐碱胁迫下番茄幼苗的抗氧化的能力。外源Spm可增加液泡膜上Na+/H+反转运蛋白基因(NHX1和NHX2)的表达量,激活NHX的活性,减少番茄根、茎和叶中Na+的积累,促进根、茎和叶中K+的积累,提高番茄幼苗的盐碱胁迫耐性。沉默SlSPMS削弱了盐碱胁迫下番茄抗氧化能力,破坏了Na+和K+离子稳态。.(2)SlWRKY33受到盐碱胁迫、NaCl、ABA的诱导,且预喷施Spd后盐碱性胁迫对SlWRKY33的诱导出现滞后效果。SlWRKY33(Solyc09g014990)开放阅读框(ORF)全长1590bp,编码529个氨基酸。SlWRKY33B与SlWRKY33A和SlWRKY26的同源性最高,而且与CaWRKY1、CaWRKY26、AtWRKY33也有很高的同源性。SlWRKY33蛋白定位在细胞核中,说明SlWRKY33在细胞核中发挥转录调控作用。.(3)SlWRKY33高表达于番茄的根和叶组织中,且能够被盐碱胁迫逆境诱导表达,外源Spd能够降低盐碱胁迫下SlWRKY33的表达。.(4)转录激活试验表明SlWRKY33的转录激活域位于SlWRKY33序列的N端(P1段),并通过酵母双杂交实验,得到2个与SlWRKY33互作的蛋白,分别为Solyc03g121290(F-box家族蛋白)、Solyc02g036370(Myb家族转录因子REVEILLE1)。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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